JP2010032813A - Optical device for camera mounted in vehicle - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure satisfactory image quality and a desired field angle while satisfactorily correcting the distortion of an image formed on an imaging element, trapezoidal distortion, image plane inclination, etc., by a compact configuration of an optical system by appropriately setting the optical system. <P>SOLUTION: The optical system mounted in a vehicle and used to image the inside or the outside of the vehicle includes four lenses and a diaphragm, wherein an optical path passing though the center of the diaphragm so as to be perpendicular to the diaphragm is used as a reference axis, at least one lens face is eccentric to the reference axis at an angle or in parallel, thereby satisfactorily correcting image distortion, trapezoidal distortion, image plane inclination, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に車載カメラで固体撮像素子を用いて路面などを斜め方向から撮像するカメラに好適なものに関し、特に車両後方を視認する広角光学系を適用する車載カメラ用光学系に関する。   The present invention mainly relates to a camera suitable for a camera that images a road surface and the like from an oblique direction using a solid-state imaging device in a vehicle-mounted camera, and more particularly to a vehicle-mounted camera optical system to which a wide-angle optical system for visually recognizing the rear of a vehicle is applied.

車載カメラを車両のリアトランク部等に後ろ向きに設置し、この車載カメラから得られた車両後方の撮像画像を運転者に提示する運転支援装置が普及し始めている。   Driving support devices that install an in-vehicle camera rearward on a rear trunk portion of a vehicle and present a captured image of the rear of the vehicle obtained from the in-vehicle camera to the driver are beginning to become widespread.

図１８は車両に取り付けられた従来の車載カメラの光学系構成図で、撮像光学系と撮像素子の関係及び路面と車載カメラの関係を表している。   FIG. 18 is an optical system configuration diagram of a conventional in-vehicle camera attached to a vehicle, and shows a relationship between an imaging optical system and an imaging element and a relationship between a road surface and the in-vehicle camera.

図１８において、Ｇ０は撮像光学系、ＩＰは撮像光学系Ｇ０によって結像させる像面であり、ここに画像を電気信号を変換する撮像素子を備えている。Ｍはカメラ本体、Ｒは撮像対象の路面である。撮像光学系Ｇ０の構成は絞りＳＰと諸収差を良好に補正するために複数のレンズＬｎを配置しており、複数のレンズＬｎは絞りＳＰ中心で、かつ絞りＳＰ面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸Ｋとするとき、基準軸Ｋに光軸を合致させた共軸光学系の構成にするのが基本である。   In FIG. 18, G0 is an image pickup optical system, and IP is an image plane imaged by the image pickup optical system G0. The image plane includes an image pickup element that converts an image into an electrical signal. M is a camera body, and R is a road surface to be imaged. In the configuration of the imaging optical system G0, a plurality of lenses Ln are arranged to satisfactorily correct the diaphragm SP and various aberrations, and the plurality of lenses Ln pass through the center of the diaphragm SP and perpendicular to the diaphragm SP surface. When the path of the optical path is the reference axis K, it is basically a configuration of a coaxial optical system in which the optical axis matches the reference axis K.

また車載カメラ用の撮像光学系Ｇ０は広範囲の被写体の画像を得るべく、非常に広い画角を有する超広角光学系が提案されている。（例えば特許文献１，２，３）
また路面Ｒと従来の撮像光学系Ｇ０の基準軸Ｋとが垂直でなく傾きを有した状態で撮像する場合、撮像光学系Ｇ０が理想的なものであっても得られた画像にはアオリによる歪みが発生する。 An imaging optical system G0 for a vehicle-mounted camera has been proposed as an ultra-wide-angle optical system having a very wide angle of view in order to obtain a wide range of subject images. (For example, Patent Documents 1, 2, and 3)
In addition, when imaging is performed in a state where the road surface R and the reference axis K of the conventional imaging optical system G0 are not perpendicular to each other and have an inclination, the obtained image has a tilt depending on the obtained image even if the imaging optical system G0 is ideal. Distortion occurs.

このアオリによる歪みは撮像光学系Ｇ０の撮像画角が広画角になる程顕著になり、このアオリによる歪みの発生を防止することのできる光学系として、例えばプロジェクターなどに用いる投射光学系において、自由曲面などを用いた光学系による歪みの発生を防止する方法が種々提案されている。また画像処理によってアオリによる歪みの低減を行うことができる方法も種々提案されている。
特開２００３−１９５１６１号公報 特開２００３−３０７６７４号公報 特開２００４−０２９２８２号公報 The distortion due to this tilt becomes more prominent as the imaging angle of view of the imaging optical system G0 becomes wider, and as an optical system that can prevent the occurrence of distortion due to this tilt, for example, in a projection optical system used in a projector or the like, Various methods for preventing the occurrence of distortion by an optical system using a free-form surface have been proposed. Various methods have also been proposed that can reduce distortion due to tilt by image processing.
JP 2003-195161 A JP 2003-307664 A JP 2004-029262 A

画像処理を用いたアオリによる歪みの低減を行うと、車載用カメラでは動画として常に画像を撮像し続けるものであるため、画像処理にかかる負担が大きくなる。さらに画像処理を行うとその分画質が劣化してしまうため、運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。   When distortion due to tilting using image processing is performed, the in-vehicle camera continuously captures images as moving images, and thus the burden on image processing increases. Furthermore, if image processing is performed, the image quality deteriorates accordingly, and it becomes difficult for the driver to correctly grasp the situation behind the vehicle.

一方、自由曲面を用いた光学系はアオリによる歪みを画質の劣化なく補正することが可能だが、回転対称系でないレンズ及び鏡面を製作することが難しく、コストも高くなる。また車載用カメラの場合、アオリによる歪みを完全に除去してしまうと画像に違和感を生じてしまい、運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。   On the other hand, an optical system using a free-form surface can correct distortion due to tilt without deterioration in image quality, but it is difficult to manufacture a lens and a mirror surface that are not rotationally symmetric, and the cost increases. In the case of a vehicle-mounted camera, if the distortion due to tilt is completely removed, the image becomes uncomfortable, making it difficult for the driver to correctly grasp the situation behind the vehicle.

また、特許文献１及び２、３に記載するような基準軸Ｋに対して複数のレンズの光軸を合致させた共軸光学系では製作は比較的容易だが、アオリによる歪みの除去が行えていないため運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。   In addition, a coaxial optical system in which the optical axes of a plurality of lenses are aligned with the reference axis K as described in Patent Documents 1, 2, and 3 is relatively easy to manufacture, but distortion due to tilting can be removed. This makes it difficult for the driver to correctly grasp the situation behind the vehicle.

本発明では、これら従来例の問題点を踏まえた上で、光学系の量産性を考慮した構成にすると共に、車載用カメラの観点から求められる光学系のコンパクト化を実現し、しかも所望の歪み補正を光学系で実現し、かつ良好な画質及び所望の画角を確保する車載カメラ用光学系を提供することを目的とする。   In the present invention, in consideration of the problems of these conventional examples, a configuration that takes into account the mass productivity of the optical system is realized, and the optical system that is required from the viewpoint of a vehicle-mounted camera is made compact, and the desired distortion is achieved. It is an object of the present invention to provide an in-vehicle camera optical system that realizes correction with an optical system and ensures good image quality and a desired angle of view.

上記目的を達成するために本発明の車載カメラ用光学系は、４枚のレンズと絞りとで構成されており、絞りの開口中心で、かつ絞り面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸とするとき、少なくとも１つのレンズ面が前記基準軸に対して傾き偏心およびもしくは平行偏心していることを要旨とする。   In order to achieve the above object, the in-vehicle camera optical system of the present invention is composed of four lenses and a diaphragm, and the path of the optical path that passes through the center of the aperture of the diaphragm and perpendicular to the diaphragm surface. When the reference axis is used, the gist is that at least one lens surface is inclined and / or parallel eccentric with respect to the reference axis.

好適には、前記車載カメラ用光学系を構成する４枚のレンズの各レンズ面は全て各光軸に対して回転対称な面形状により形成されている。   Preferably, each lens surface of the four lenses constituting the on-vehicle camera optical system is formed with a rotationally symmetric surface shape with respect to each optical axis.

好適には、前記傾き偏心しているレンズ面と基準軸とのなす角度をθとしたとき、
−５° ≦ θ ≦ ＋５°
を満足する。 Preferably, when the angle between the tilted decentered lens surface and the reference axis is θ,
−5 ° ≦ θ ≦ + 5 °
Satisfied.

好適には、前記平行偏心しているレンズ面の光軸と基準軸とのずれ量をｄｙとしたとき、
−１．０ ＜ ｄｙ ＜ １．０
を満足する。 Preferably, when the amount of deviation between the optical axis of the decentered lens surface and the reference axis is dy,
−1.0 <dy <1.0
Satisfied.

好適には、前記４枚のレンズのレンズ面のうち、少なくとも１面に非球面を有する。   Preferably, at least one of the lens surfaces of the four lenses has an aspheric surface.

好適には、前記４枚のレンズのうち、少なくとも１枚はプラスチックレンズを有する。   Preferably, at least one of the four lenses has a plastic lens.

好適には、前記光学系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズ、絞り、正の屈折力の第４レンズとで構成され、前記第１レンズはガラスレンズである。   Preferably, the optical system includes, in order from the object side, a first lens having a negative refractive power, a second lens having a negative refractive power, a third lens having a positive refractive power, a stop, and a fourth lens having a positive refractive power. The first lens is a glass lens.

好適には、前記第１レンズは物体側に凸となるメニスカス形状のレンズである。   Preferably, the first lens is a meniscus lens that is convex toward the object side.

好適には、前記レンズは画像を電気信号に変換する撮像素子に像を結像することを対象にした撮像レンズであり、前記撮像素子の長辺方向の画角をωHとするとき、
ωH ＞ １１０°
を満足する。 Preferably, the lens is an imaging lens intended to form an image on an imaging device that converts an image into an electrical signal, and when the angle of view in the long side direction of the imaging device is ωH,
ωH> 110 °
Satisfied.

好適には、前記第１レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が３５以上に、前記第３レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が４０以下に、それぞれ設定されることを特徴とする。   Preferably, the Abbe number with respect to the d-line of the material constituting the first lens is set to 35 or more, and the Abbe number with respect to the d-line of the material constituting the third lens is set to 40 or less. To do.

好適には、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとするとき、
―６．５ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ―３．０
なる条件を満足する。 Preferably, when the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the entire system is f,
−6.5 <f1 / f <−3.0
Satisfy the following conditions.

好適には、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとするとき、
―３．０ ＜ ｆ２／ｆ ＜ ―１．０
なる条件を満足する。 Preferably, when the focal length of the second lens is f2 and the focal length of the entire system is f,
-3.0 <f2 / f <-1.0
Satisfy the following conditions.

好適には、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、全系の焦点距離をｆとするとき、
２．０ ＜ ｆ３／ｆ ＜ ４．０
１．５ ＜ ｆ４／ｆ ＜ ３．０
なる条件を満足することを要旨とする。 Preferably, when the focal length of the third lens is f3, the focal length of the fourth lens is f4, and the focal length of the entire system is f,
2.0 <f3 / f <4.0
1.5 <f4 / f <3.0
The gist is to satisfy the following conditions.

本発明によれば、光学系のコンパクト化を図りつつ、所望の歪み補正を光学系で実現し、かつ良好な画質及び所望の画角が得られる車載カメラ用光学系を達成することができる。   According to the present invention, it is possible to achieve an in-vehicle camera optical system that achieves desired distortion correction with the optical system and that can obtain a good image quality and a desired angle of view while reducing the size of the optical system.

以下、図面を用いて本発明の撮像光学系及びそれを用いた車載カメラの実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of an imaging optical system of the present invention and an in-vehicle camera using the same will be described with reference to the drawings.

図１は、絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図、図２はその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。なお、Ｘ軸方向は後述する像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。図３は本実施形態１の撮像光学系の横収差図である。図４は本実施形態１の撮像光学系の歪曲状態の説明図である。本実施形態１は焦点距離１．２２ｍｍ、Ｆナンバー３．０、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像光学系である。   FIG. 1 shows a Z-axis (reference axis K) when a three-dimensional coordinate system (X, Y, Z) having a Z-axis as a path (reference axis K) of an optical path that passes perpendicularly to the aperture plane is defined. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the XZ plane passing through the Z axis (reference axis K) in the coordinate system. The X-axis direction corresponds to the long side direction of the image plane IP described later, and the Y-axis direction corresponds to the short side direction. FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the image pickup optical system according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of a distorted state of the imaging optical system according to the first embodiment. The first embodiment is an imaging optical system having a focal length of 1.22 mm, an F number of 3.0, and a maximum image height from the optical axis to the imaging surface of 2.30 mm.

図５は、絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図、図６はその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。なお、Ｘ軸方向は後述する像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。図７は本実施形態２の撮像光学系の横収差図である。図８は本実施形態２の撮像光学系の歪曲状態の説明図である。本実施形態２は焦点距離１．５６ｍｍ、Ｆナンバー２．９、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像光学系である。   FIG. 5 shows the Z axis (reference axis K) when a three-dimensional coordinate system (X, Y, Z) is defined with the path of the optical path (reference axis K) passing perpendicularly to the aperture plane as the Z axis. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the XZ plane passing through the Z axis (reference axis K) in the coordinate system. The X-axis direction corresponds to the long side direction of the image plane IP described later, and the Y-axis direction corresponds to the short side direction. FIG. 7 is a lateral aberration diagram of the image pickup optical system according to the second embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of a distorted state of the imaging optical system according to the second embodiment. The second embodiment is an imaging optical system having a focal length of 1.56 mm, an F number of 2.9, and a maximum image height on the imaging surface from the optical axis of 2.30 mm.

図９は、絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図、図１０はその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。なお、Ｘ軸方向は後述する像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。図１１は本実施形態３の撮像光学系の横収差図である。図１２は本実施形態３の撮像光学系の歪曲状態の説明図である。本実施形態３は焦点距離１．５０ｍｍ、Ｆナンバー２．３、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像光学系である。   FIG. 9 shows the Z axis (reference axis K) when a three-dimensional coordinate system (X, Y, Z) is defined in which the path of the optical path (reference axis K) passing perpendicularly to the aperture plane is the Z axis. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the XZ plane passing through the Z axis (reference axis K) in the coordinate system. The X-axis direction corresponds to the long side direction of the image plane IP described later, and the Y-axis direction corresponds to the short side direction. FIG. 11 is a lateral aberration diagram of the image pickup optical system according to the third embodiment. FIG. 12 is an explanatory diagram of a distorted state of the imaging optical system according to the third embodiment. The third embodiment is an imaging optical system having a focal length of 1.50 mm, an F number of 2.3, and a maximum image height on the imaging surface from the optical axis of 2.30 mm.

図１３は、絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図、図１４はその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。なお、Ｘ軸方向は後述する像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。図１５は本実施形態４の撮像光学系の横収差図である。図１６は本実施形態４の撮像光学系の歪曲状態の説明図である。本実施形態４は焦点距離１．５０ｍｍ、Ｆナンバー２．７、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像光学系である。   FIG. 13 shows the Z-axis (reference axis K) when a three-dimensional coordinate system (X, Y, Z) is defined with the path of the optical path (reference axis K) passing perpendicularly to the aperture plane as the Z-axis. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the XZ plane passing through the Z axis (reference axis K) in the coordinate system. The X-axis direction corresponds to the long side direction of the image plane IP described later, and the Y-axis direction corresponds to the short side direction. FIG. 15 is a lateral aberration diagram of the image pickup optical system according to the fourth embodiment. FIG. 16 is an explanatory diagram of a distorted state of the imaging optical system according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is an imaging optical system having a focal length of 1.50 mm, an F number of 2.7, and a maximum image height on the imaging surface from the optical axis of 2.30 mm.

本実施形態１〜４の光学系断面図において、左方は被写体側（物体側）で、右方が像側（結像面側）である。光学系断面図において、Ｇ０は撮像光学系であり、物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の複数のレンズからなっている。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間の光路中に位置している。   In the optical system cross-sectional views of the first to fourth embodiments, the left side is the subject side (object side) and the right side is the image side (imaging plane side). In the optical system sectional view, G0 is an imaging optical system, and a plurality of lenses of a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4, which are meniscus glass lenses convex toward the object side. It is made up of. SP is an aperture stop, which is located in the optical path between the third lens L3 and the fourth lens L4.

各実施形態において、Ｒは路面であり被写体側に位置しており、撮像光学系Ｇ０及び基準軸Ｋは路面Ｒに対してＹ方向に傾いて取り付けている。Ｇは水晶ローパスフィルターや撮像素子を保護する保護ガラス、赤外カットフィルター等に対応して設計上設けられたガラスブロックである。ＩＰは像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の画像を電機信号に変換する固体撮像素子の感光面が配置される。   In each embodiment, R is a road surface and is located on the subject side, and the imaging optical system G0 and the reference axis K are attached to the road surface R so as to be inclined in the Y direction. G is a glass block provided by design corresponding to a crystal low-pass filter, a protective glass for protecting the image sensor, an infrared cut filter, and the like. IP is an image plane, on which a photosensitive surface of a solid-state imaging device that converts an image such as a CCD sensor or a CMOS sensor into an electric signal is arranged.

横収差図はｄ線（587.56nm）及びｇ線(435.835nm)を表示しており、図１７に示すように、像面ＩＰの撮像領域の複数の点Ｆ１〜Ｆ７において、路面Ｒから像面ＩＰに光線を追跡したときのものである。評価対象点Ｆ１は、像面ＩＰに対してその像面ＩＰの中心点とし、評価対象点Ｆ２〜Ｆ７は、Ｆ１を原点とする２次元座標系（ｘ、ｙ）を定義した場合において、第１象限及び第３象限に属する受光領域の対角位置を直線で結んだときに、原点Ｆ１を中心とした像面ＩＰの短辺方向を結ぶ接円と交わる位置をＦ２、Ｆ３とし、原点Ｆ１を中心として像面ＩＰの長辺方向を結ぶ接円と交わる位置をＦ４、Ｆ５とし、原点Ｆ１を中心として像面の対角位置を結ぶ接円と交わる位置をＦ６、Ｆ７とした点である。   The lateral aberration diagram displays the d-line (587.56 nm) and the g-line (435.835 nm). As shown in FIG. 17, at a plurality of points F1 to F7 in the imaging region of the image plane IP, the image plane is viewed from the road surface R. This is when the ray is traced to the IP. The evaluation target point F1 is the center point of the image plane IP with respect to the image plane IP, and the evaluation target points F2 to F7 are defined as a two-dimensional coordinate system (x, y) having F1 as the origin. When the diagonal positions of the light receiving areas belonging to the first quadrant and the third quadrant are connected by a straight line, the positions intersecting with the tangent circle connecting the short side direction of the image plane IP with the origin F1 as the center are F2 and F3, and the origin F1 F4 and F5 are the positions that intersect with the tangent circle that connects the long side direction of the image plane IP with the center of F1, and F6 and F7 the positions that intersect with the tangent circle that connects the diagonal position of the image plane with the origin F1 as the center. .

歪曲収差は路面Ｒから像面ＩＰに光線を追跡したときの投影像そのものを示している。   The distortion shows the projection image itself when the light ray is traced from the road surface R to the image plane IP.

無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、本実施形態ではパンフォーカスの位置で固定しており、撮像光学系Ｇ０の繰り出しは行っていないが、撮像光学系Ｇ０を物体側へ繰り出すまたは撮像光学系Ｇ０を構成する複数のレンズの内、一部を繰り出すことによって行っても良い。   In this embodiment, the focus from the object at infinity to the object at a short distance is fixed at the pan focus position, and the imaging optical system G0 is not extended, but the imaging optical system G0 is extended to the object side or imaging optical You may carry out by extending | stretching one part among several lenses which comprise the system G0.

以下、本実施形態の撮像光学系の構成とその作用について説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of the imaging optical system of the present embodiment will be described.

本実施形態の撮像光学系Ｇ０は、基準軸Ｋに対して少なくとも１つのレンズ面が傾き偏心または平行偏心している。このように構成することによって、路面Ｒと撮像光学系Ｇ０とが傾いていることで生じる台形歪みを適度に補正している。   In the imaging optical system G0 of the present embodiment, at least one lens surface is tilted eccentrically or parallel eccentrically with respect to the reference axis K. With this configuration, the trapezoidal distortion caused by the inclination of the road surface R and the imaging optical system G0 is appropriately corrected.

そして撮像光学系Ｇ０は物体側から像側の順に、第１レンズL1は像側の面に比べて物体側の面の屈折力の絶対値が小さい物体側の面が凸形状でかつ像側の面が物体側に凸形状になるようなメニスカス形状のガラスレンズにより成っている。このように第１レンズＬ１をガラスレンズにすることで、車載カメラの厳しい環境性能を満足することができる。   The imaging optical system G0 is in the order from the object side to the image side, and the first lens L1 has a convex object-side surface whose absolute value of the refractive power of the object-side surface is smaller than that of the image-side surface. It consists of a meniscus glass lens whose surface is convex on the object side. Thus, by using the first lens L1 as a glass lens, it is possible to satisfy the severe environmental performance of the in-vehicle camera.

また撮像光学系Ｇ０を構成する複数のレンズの全ての面は各々のレンズ面の光軸に対して回転対称の面形状により形成されている。このようにレンズ面を全て回転対称の面形状にすることで製造難易度を下げることができ、かつ精度良い光学系を作成することができ、結果として量産時の光学性能を良好にしている。   Further, all surfaces of the plurality of lenses constituting the imaging optical system G0 are formed in a rotationally symmetric surface shape with respect to the optical axis of each lens surface. Thus, by making all the lens surfaces into a rotationally symmetric surface shape, it is possible to reduce the manufacturing difficulty level and to create an accurate optical system, and as a result, the optical performance during mass production is improved.

また本実施形態の撮像光学系Ｇ０には少なくとも１枚はプラスチックレンズを有している。プラスチックレンズはガラスレンズに比べて成型の安定性及び重量、コストの観点から優れているため、車載カメラの厳しい環境性能を満足できる限り使用したレンズ構成とした。またプラスチックレンズは成型のためローコストながら非球面化が容易である。   In addition, at least one of the imaging optical system G0 of the present embodiment has a plastic lens. The plastic lens is superior to the glass lens in terms of molding stability, weight, and cost, so the lens configuration is used as long as the harsh environmental performance of the in-vehicle camera can be satisfied. Plastic lenses can be easily aspherical at low cost due to molding.

この非球面化が容易であるプラスチックレンズの特徴を活かして、本実施形態では撮像光学系Ｇ０を構成する複数のレンズのうち、少なくとも１面を非球面化し、良好な結像特性を得ている。   Taking advantage of the characteristics of the plastic lens that can be easily aspherical, in the present embodiment, at least one of the plurality of lenses constituting the imaging optical system G0 is aspherical to obtain good imaging characteristics. .

さらにプラスチックレンズは成型のため、量産時も繰り返し精度が高く、１枚のレンズを構成する物体側の面と像側の面との傾き偏心及び平行偏心を与えても安定した性能が得られる。本実施形態ではプラスチックレンズのゲートカット位置を基準としてＹ軸方向に傾き偏心及び平行偏心を与えている。   Further, since the plastic lens is molded, the accuracy is high even during mass production, and stable performance can be obtained even if the object side surface and the image side surface constituting the single lens are tilted and parallel decentered. In this embodiment, tilt eccentricity and parallel eccentricity are given in the Y-axis direction with reference to the gate cut position of the plastic lens.

またガラスレンズに関しては、本実施形態では１枚のレンズでは偏心を与えていない光学系とし、レンズを保持する保持枠のレンズ当てつけ部を工夫することで偏心を与えている。具体的にはレンズの当てつけ部及び勘合部のＹ軸方向部分に接着テープを貼り、ガラスレンズを組み込むことで、レンズ単体でのＹ軸方向の傾き偏心及び平行偏心を与えている。   In addition, regarding the glass lens, in this embodiment, an eccentricity is given by devising the lens abutting portion of the holding frame that holds the lens by using an optical system in which no single lens is given the eccentricity. Specifically, by attaching an adhesive tape to the Y-axis direction part of the lens abutting part and the fitting part and incorporating a glass lens, the Y-axis direction tilt eccentricity and parallel eccentricity of the lens alone are given.

尚、今回は保持枠に接着テープを貼り付けて偏心を発生させたが、保持枠を樹脂材で構成し、金型の作製時にあらかじめ偏心を持たせる保持枠としても良い。   In this example, the adhesive tape is attached to the holding frame to generate the eccentricity. However, the holding frame may be made of a resin material and may be a holding frame that has the eccentricity in advance when the mold is manufactured.

またプラスチックレンズもガラスレンズ同様にレンズを保持する保持枠による偏心を持たせる構成にしても良い。   Also, the plastic lens may be configured to have an eccentricity by a holding frame that holds the lens, similarly to the glass lens.

さらにガラスレンズもプラスチックレンズ同様に成型品とし、型自身に傾き偏心及び平行偏心を与えても良い。   Further, the glass lens may be a molded product like the plastic lens, and the mold itself may be provided with an inclination eccentricity and a parallel eccentricity.

以上のように、各レンズを所望の偏心位置と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、良好な性能を保ちつつ、台形歪みなどの路面Ｒと撮像光学系Ｇ０とが傾いていることで発生する、所望アオリによる諸収差を良好に補正している。   As described above, each lens has a lens configuration that achieves both a desired eccentric position and aberration correction, and the road surface R such as trapezoidal distortion and the imaging optical system G0 are inclined while maintaining good performance. The various aberrations caused by the desired tilt are corrected satisfactorily.

更に本実施形態の撮像光学系Ｇ０では、最適な車載カメラとして構成するため、また諸収差を良好に補正するために、次の諸条件を満足している。   Furthermore, the imaging optical system G0 of the present embodiment satisfies the following conditions in order to configure as an optimal on-vehicle camera and to correct various aberrations satisfactorily.

（１−１）以下は諸収差を良好に補正するために好ましい条件である。
−５° ＜ θ ＜ ＋５° ・・・（条件式１）
ここで、θは基準軸Ｋに対して傾き偏心を生じているレンズ面と基準軸Ｋとのなす角度を示している。 (1-1) The following conditions are preferable for satisfactorily correcting various aberrations.
−5 ° <θ <+ 5 ° (Condition 1)
Here, θ represents an angle formed by the reference axis K and the lens surface that is tilted eccentrically with respect to the reference axis K.

条件式（１）は撮像光学系Ｇ０を構成する複数のレンズの傾き偏心量を規定する式である。条件式（１）の上限値を超えて傾き偏心を行うと、像面ＩＰの周辺像高での諸収差の補正が困難となり、さらには光学系のコンパクト化の観点からもレンズとレンズとの間にスペースを広く設ける必要があることから好ましくない。同様に下限値を超えても、上限値同様好ましくない。   Conditional expression (1) is an expression that defines the amount of tilt decentering of the plurality of lenses constituting the imaging optical system G0. If tilt decentering is performed exceeding the upper limit value of conditional expression (1), it becomes difficult to correct various aberrations at the peripheral image height of the image plane IP, and further from the viewpoint of compacting the optical system, This is not preferable because it is necessary to provide a large space between them. Similarly, even if the lower limit value is exceeded, it is not preferable as with the upper limit value.

（１−２）以下は諸収差を良好に補正するために好ましい条件である。
−０．１ ＜ ｄｙ ＜ ０．１ ・・・（条件式２）
ここで、ｄｙは基準軸Ｋに対して平行偏心を生じているレンズ面の光軸と基準軸Ｋとのずれ量を示している。 (1-2) The following conditions are preferable for satisfactorily correcting various aberrations.
−0.1 <dy <0.1 (Condition 2)
Here, dy indicates the amount of deviation between the optical axis of the lens surface causing the parallel eccentricity with respect to the reference axis K and the reference axis K.

条件式（２）は撮像光学系Ｇ０を構成する複数のレンズのずれ量を規定する式である。条件式（２）の上限値を超えて基準軸Ｋから平行偏心を行うと、像面ＩＰの周辺像高での諸収差の補正が困難となり、さらには光学系のコンパクト化の観点からも基準軸Ｋからずれ量が大きいと、回転対称のレンズ形状を配置する撮像光学系Ｇ０としてXY平面上にスペースを広く設ける必要があることから好ましくない。同様に下限値を超えても、上限値同様好ましくない。   Conditional expression (2) is an expression that defines the deviation amounts of the plurality of lenses constituting the imaging optical system G0. If parallel decentering is performed from the reference axis K exceeding the upper limit value of the conditional expression (2), it becomes difficult to correct various aberrations at the peripheral image height of the image plane IP, and further from the viewpoint of compacting the optical system. A large deviation from the axis K is not preferable because it is necessary to provide a wide space on the XY plane as the imaging optical system G0 in which a rotationally symmetric lens shape is arranged. Similarly, even if the lower limit value is exceeded, it is not preferable as with the upper limit value.

（１−３）以下は最適な車載カメラとしての構成に好ましい条件である。
ωＨ ＞ １１０° ・・・（条件式３）
ここで、ωＨは像面ＩＰの長辺方向の画角を示している。 (1-3) The following conditions are preferable for the configuration as an optimal on-vehicle camera.
ωH> 110 ° (Condition 3)
Here, ωH represents the angle of view in the long side direction of the image plane IP.

条件式（３）は撮像光学系Ｇ０の水平画角に関する式である。条件式（３）の下限値を超えて水平画角が狭まると、車載カメラとして車両後方の運転者の視界から死角となる領域をカバーできなくなり、車載カメラとして好ましくない。   Conditional expression (3) is an expression relating to the horizontal angle of view of the imaging optical system G0. If the horizontal angle of view narrows beyond the lower limit value of conditional expression (3), the vehicle-mounted camera cannot cover the area that becomes a blind spot from the driver's field of view behind the vehicle, which is not preferable as the vehicle-mounted camera.

さらに好ましくは、条件式（３）の数値範囲を、以下の条件式（３ａ）のように設定することにより、車載カメラとしてより好ましい撮影範囲を確保することが可能となる。
ωＨ ＞ １１５° ・・・（条件式３a）
（１−４）以下は光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
ν１ ＞ ３５．０ ・・・（条件式４）
ν３ ＜ ４０．０ ・・・（条件式５）
ここで、ν１は第１レンズL１の材料のアッベ数を、ν３は第３レンズL３の材料のアッベ数をそれぞれ示している。 More preferably, by setting the numerical range of the conditional expression (3) as in the following conditional expression (3a), it is possible to secure a more preferable shooting range as an in-vehicle camera.
ωH> 115 ° (Condition 3a)
(1-4) The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system.
ν1> 35.0 (Condition 4)
ν3 <40.0 (Condition 5)
Here, ν1 represents the Abbe number of the material of the first lens L1, and ν3 represents the Abbe number of the material of the third lens L3.

条件式（４）は第１レンズＬ１の材料のアッベ数を規定する式である。条件式（４）の下限値を超えてアッベ数が小さくなると色収差、特に倍率色収差を補正するのが困難となるので好ましくない。   Conditional expression (4) defines the Abbe number of the material of the first lens L1. If the Abbe number decreases beyond the lower limit of conditional expression (4), it is difficult to correct chromatic aberration, particularly lateral chromatic aberration, which is not preferable.

また、条件式（５）は第３レンズＬ３の材料のアッベ数を規定する式である。条件式（５）の上限値を超えてアッベ数が大きくなると条件式（４）と同様に倍率色収差を補正するのが困難となるので好ましくない。   Conditional expression (5) defines the Abbe number of the material of the third lens L3. If the Abbe number increases beyond the upper limit of conditional expression (5), it is difficult to correct lateral chromatic aberration as in conditional expression (4), which is not preferable.

さらに好ましくは、条件式（４）、条件式（５）の数値範囲を、以下の条件式（４ａ）、（５ａ）のように設定することにより、光学系の良好な収差補正、特に色収差の補正が可能となる。
ν１ ＞ ４０．０ ・・・（条件式４）
ν３ ＜ ３２．０ ・・・（条件式５）
（１−５）以下は小型化を図りつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
−６．５ ＜ ｆ１／ｆ ＜ −３．０ ・・・（条件式６）
ここで、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離を、ｆは撮像レンズＧ０の焦点距離を示している。 More preferably, by setting the numerical ranges of the conditional expressions (4) and (5) as the following conditional expressions (4a) and (5a), it is possible to correct the aberration of the optical system, in particular, the chromatic aberration. Correction is possible.
ν1> 40.0 (Condition 4)
ν3 <32.0 (Condition 5)
(1-5) The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while reducing the size.
−6.5 <f1 / f <−3.0 (Condition 6)
Here, f1 indicates the focal length of the first lens L1, and f indicates the focal length of the imaging lens G0.

条件式（６）は第１レンズＬ１の屈折力を規定する式である。条件式（６）の上限値を超えて第１レンズＬ１の屈折力が強くなると諸収差が増大し、補正困難となるので好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を超えると、第１レンズＬ１の屈折力が弱まり、光学系が大きくなってしまうため光学系の小型化を狙うには好ましくない。   Conditional expression (6) defines the refractive power of the first lens L1. If the refractive power of the first lens L1 exceeds the upper limit value of the conditional expression (6), various aberrations increase and correction becomes difficult. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (6) is exceeded, the refractive power of the first lens L1 becomes weak and the optical system becomes large, which is not preferable for aiming to reduce the size of the optical system.

さらに好ましくは、条件式（６）の数値範囲を、以下の条件式（６ａ）のように設定することにより、低コスト化を維持しつつ、小型化したより光学性能の高い撮像光学系Ｇ０を形成することが可能となる。
−６．２ ＜ ｆ１／ｆ ＜ −３．５ ・・・（条件式６ａ）
（１−６）以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
−３．０ ＜ ｆ２／ｆ ＜ −１．０ ・・・（条件式７）
ここで、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離を、ｆは撮像光学系Ｇ０の焦点距離を示している。 More preferably, by setting the numerical range of the conditional expression (6) as in the following conditional expression (6a), it is possible to reduce the size of the imaging optical system G0 with higher optical performance while maintaining cost reduction. It becomes possible to form.
−6.2 <f1 / f <−3.5 (Condition 6a)
(1-6) The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while facilitating manufacture.
−3.0 <f2 / f <−1.0 (Condition 7)
Here, f2 indicates the focal length of the second lens L2, and f indicates the focal length of the imaging optical system G0.

条件式（７）は第２レンズＬ２の屈折力を規定する式である。条件式（７）の上限値を超えて第２レンズＬ２の屈折力が強くなると第２レンズＬ２を構成する面の形状がきつくなり、レンズの光軸付近とコバ付近とでの偏肉比が大きくなるので製造が困難となるので好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を超えると、第２レンズＬ２の屈折力が弱まり、車載カメラとして好ましい撮影範囲を確保することが困難となり、また諸収差の補正が困難となるので好ましくない。   Conditional expression (7) defines the refractive power of the second lens L2. When the upper limit of conditional expression (7) is exceeded and the refractive power of the second lens L2 becomes strong, the shape of the surface constituting the second lens L2 becomes tight, and the deviation ratio between the vicinity of the optical axis of the lens and the vicinity of the edge becomes large. Since it becomes large and manufacture becomes difficult, it is not preferable. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (7) is exceeded, the refractive power of the second lens L2 will be weakened, making it difficult to secure a preferable photographing range as an in-vehicle camera, and it will be difficult to correct various aberrations. .

さらに好ましくは、条件式（７）の数値範囲を、以下の条件式（７ａ）のように設定することにより、低コスト化を維持しつつ、小型化したより光学性能の高い撮像光学系Ｇ０を形成することが可能となる。
−２．８ ＜ ｆ２／ｆ ＜ −１．５ ・・・（条件式７a）
（１−７）以下は小型化を図りつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
２．０ ＜ ｆ３／ｆ ＜ ４．０ ・・・（条件式８）
１．５ ＜ ｆ４／ｆ ＜ ３．０ ・・・（条件式９）
ここで、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離を、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離を、ｆは撮像光学系Ｇ０の焦点距離を示している。 More preferably, by setting the numerical range of the conditional expression (7) as in the following conditional expression (7a), it is possible to reduce the size of the imaging optical system G0 with higher optical performance while maintaining the cost reduction. It becomes possible to form.
−2.8 <f2 / f <−1.5 (Condition 7a)
(1-7) The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while reducing the size.
2.0 <f3 / f <4.0 (Condition 8)
1.5 <f4 / f <3.0 (Condition 9)
Here, f3 indicates the focal length of the third lens L3, f4 indicates the focal length of the fourth lens L4, and f indicates the focal length of the imaging optical system G0.

条件式（８）は第３レンズＬ３の屈折力を規定する式である。条件式（８）の下限値を超えて第３レンズＬ３の屈折力が強くなると諸収差が増大し、補正困難となるので好ましくない。一方、条件式（８）の上限値を超えると、第３レンズＬ３の屈折力が弱まり、光学系が大きくなってしまうため光学系の小型化を狙うには好ましくない。   Conditional expression (8) defines the refractive power of the third lens L3. If the refractive power of the third lens L3 is increased beyond the lower limit value of the conditional expression (8), various aberrations increase and correction becomes difficult. On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (8) is exceeded, the refractive power of the third lens L3 is weakened and the optical system becomes large, which is not preferable for aiming to reduce the size of the optical system.

また条件式（９）は第４レンズＬ４の屈折力を規定する式である。条件式（９）の下限値を超えて第４レンズＬ４の屈折力が強くなると諸収差が増大し、補正困難となるので好ましくない。一方、条件式（９）の下限値を超えると、第４レンズＬ４の屈折力が弱まり、光学系が大きくなってしまうため光学系の小型化を狙うには好ましくない。   Conditional expression (9) defines the refractive power of the fourth lens L4. If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded and the refractive power of the fourth lens L4 increases, various aberrations increase and correction becomes difficult. On the other hand, when the lower limit value of conditional expression (9) is exceeded, the refractive power of the fourth lens L4 is weakened and the optical system becomes large, which is not preferable for aiming to reduce the size of the optical system.

さらに好ましくは、条件式（８）、条件式（９）の数値範囲を、以下の条件式（８ａ）、（９ａ）のように設定することにより、小型化したより光学性能の高い撮像光学系Ｇ０を形成することが可能となる。
２．１ ＜ ｆ３／ｆ ＜ ３．６ ・・・（条件式８ａ）
１．９ ＜ ｆ４／ｆ ＜ ２．４ ・・・（条件式９ａ）
以下に、実施形態１〜４にそれぞれ対応する数値実施例１〜４の数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは第ｉ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間隔、ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の２面は水晶ローパスフィルター、保護ガラス等に相当し、設計上設けられたガラスブロックＧである。また、非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき More preferably, by setting the numerical ranges of conditional expression (8) and conditional expression (9) as in the following conditional expressions (8a) and (9a), the imaging optical system having a smaller optical size and higher optical performance can be obtained. G0 can be formed.
2.1 <f3 / f <3.6 (Condition 8a)
1.9 <f4 / f <2.4 (Condition 9a)
The numerical data of Numerical Examples 1 to 4 corresponding to Embodiments 1 to 4 are shown below. In each numerical example, i indicates the order of the surfaces from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th surface, di is the distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and ni and νi are for the d-line, respectively. Refractive index and Abbe number are shown. The two surfaces closest to the image side correspond to a crystal low-pass filter, protective glass, and the like, and are glass blocks G provided by design. The aspherical shape is when the displacement in the optical axis direction at the position of the height H from the optical axis is x with respect to the surface vertex.

で表される。但しＲは近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数、Ｋは円錐定数である。 It is represented by Where R is a paraxial radius of curvature, A, B, C, D, and E are aspherical coefficients, and K is a conic constant.

数値実施例１
単位 ｍｍ

・面データ
i ｒ ｄ ｎ ν
物体面: ∞ 1000
1: 9.000 0.700 1.729 54.7
2: 3.250 2.513
3*: 7.855 0.700 1.530 56.2
4*: 0.957 0.557
5*: 1.645 2.536 1.585 29.9
6*: -23.475 0.678
7(絞り): ∞ 0.306
8*: -159.311 1.825 1.530 56.2
9*: -1.282 0.100
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 2.130
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 Ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
3: 0.108449 -1.47047E-02 1.23042E-03 -3.10467E-05 0.00000E-00
4: -1.227204 -2.23468E-02 2.46992E-03 -3.04906E-04 0.00000E-00
5: -0.373666 -9.00445E-03 2.69101E-03 -5.74808E-04 0.00000E-00
6: -0.003557 5.95947E-02 6.02822E-03 6.69641E-03 0.00000E-00
8: -0.000005 -9.42488E-02 2.60627E-01 -3.49066E-01 2.55122E-01
9: -0.695912 1.36204E-02 1.46554E-02 -1.74114E-02 7.78431E-03

・偏心データ
dy(mm) θ(度）
物体面: 0.000 15.000
1: 0.222 5.000
2: 0.222 5.000
3: 0.036 1.156
4: 0.036 1.156
5: 0.013 0.990
6: 0.013 0.990
8: 0.000 0.424
9: 0.000 0.424
像面: -0.060 -1.123

・各種データ
焦点距離 1.22mm
Fナンバー 3.0
対角画角 133.0°
水平画角（ωH） 118.0°
像高 2.3mm
光学系全長 12.8mm
BF 2.130mm

数値実施例２
単位 ｍｍ

・面データ
i ｒ ｄ ｎ ν
物体面: ∞ 1000
1: 74.869 0.700 1.729 54.7
2: 3.997 2.089
3*: 119.680 0.700 1.530 56.2
4*: 1.389 0.774
5*: 2.576 2.461 1.585 29.9
6*: -5.011 1.905
7(絞り): ∞ 0.359
8*: 19.867 2.116 1.530 56.2
9*: -2.113 0.445
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.280
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 Ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
3: -0.000054 -2.81065E-03 -8.93747E-06 3.80764E-06 0.00000E-00
4: -0.987371 -2.22110E-02 1.43212E-04 9.86381E-06 0.00000E-00
5: -1.666208 3.76482E-04 -1.07876E-04 -3.77328E-06 0.00000E-00
6: -1.287996 4.30013E-03 1.33200E-05 6.20831E-06 0.00000E-00
8: -0.000474 -2.63407E-02 2.69851E-02 -2.37727E-02 1.24498E-02
9: 0.127602 1.68673E-02 2.12467E-03 -8.64006E-04 5.69840E-04

・偏心データ
dy(mm) θ(度）
物体面: 0.000 30.000
1: 0.598 0.694
2: 0.598 0.694
3: 0.353 -3.260
4: 0.304 -3.698
5: 0.468 -5.000
6: -0.045 -3.289
8: -0.032 -5.000
9: -0.115 -1.743
像面: -0.347 -2.883

・各種データ
焦点距離 1.56mm
Fナンバー 2.9
対角画角 172.6°
水平画角（ωH） 125.2°
像高 2.3mm
光学系全長 15.0mm
BF 2.280mm

数値実施例３
単位 mm

・面データ
i ｒ ｄ ｎ ν
物体面: ∞ 1000
1: 12.564 0.700 1.883 40.8
2: 4.310 2.787
3*: -3.615 0.700 1.530 56.2
4*: 5.614 0.973
5: 9.580 1.616 1.946 18.0
6: -9.580 1.762
7(絞り): ∞ 1.027
8*: 7.140 1.885 1.530 56.2
9*: -2.093 0.100
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.250
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 Ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
3: -36.309673 -3.34179E-03 5.24219E-04 -2.72826E-05 4.94037E-07
4: 3.145569 3.37921E-02 -1.01913E-02 1.83819E-03 -1.22656E-04
8: -4.347978 -2.59443E-02 1.17891E-03 6.90123E-04 2.21338E-04
9: -0.096471 6.08078E-03 2.17358E-03 -1.80014E-03 4.88195E-04

・偏心データ
dy(mm) θ(度）
物体面: 0.000 30.000
1: -0.945 3.854
2: -0.081 -0.072
3: 0.150 1.298
4: 0.065 -0.217
5: 0.395 0.678
6: -0.156 1.435
8: -0.002 -0.717
9: 0.021 0.551

・各種データ
焦点距離 1.50mm
Fナンバー 2.3
対角画角 164.2°
水平画角（ωH） 135.6°
像高 2.3mm
光学系全長 15.0mm
BF 2.250mm

数値実施例４
単位 ｍｍ

・面データ
i ｒ ｄ ｎ ν
物体面: ∞ 1000
1: 19.921 0.700 1.516 64.1
2: 3.500 2.683
3*: -1.829 0.700 1.530 56.2
4*: 4.511 0.416
5: 2.699 2.300 1.846 23.8
6: ∞ 0.762
7(絞り): ∞ 0.664
8*: 16.576 1.964 1.530 56.2
9*: -1.617 0.100
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.253
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 Ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
3: -9.847877 1.51742E-02 -3.04650E-03 2.93484E-04 -1.12643E-05
4: 0.396006 1.12168E-01 -3.19191E-02 6.88842E-03 -6.14606E-04
8: 0.622705 -7.31563E-02 5.76600E-02 -5.99749E-02 1.79041E-02
9: -0.613332 7.79421E-03 -1.28442E-02 6.26307E-03 -1.63430E-03

・偏心データ
dy(mm) θ(度）
物体面: 0.000 30.000
1: 0.174 -0.685
2: 0.174 -0.685
3: 0.034 0.048
4: 0.034 0.048
5: 0.035 0.224
6: 0.035 0.224
8: 0.010 0.045
9: 0.010 0.045

・各種データ
焦点距離 1.50mm
Fナンバー 2.7
対角画角 164.4°
水平画角（ωH） 133.2°
像高 2.3mm
光学系全長 13.8mm
BF 2.253mm Numerical example 1
Unit mm

・ Surface data
i r d n ν
Object surface: ∞ 1000
1: 9.000 0.700 1.729 54.7
2: 3.250 2.513
3 *: 7.855 0.700 1.530 56.2
4 *: 0.957 0.557
5 *: 1.645 2.536 1.585 29.9
6 *: -23.475 0.678
7 (Aperture): ∞ 0.306
8 *: -159.311 1.825 1.530 56.2
9 *: -1.282 0.100
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 2.130
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
3: 0.108449 -1.47047E-02 1.23042E-03 -3.10467E-05 0.00000E-00
4: -1.227204 -2.23468E-02 2.46992E-03 -3.04906E-04 0.00000E-00
5: -0.373666 -9.00445E-03 2.69101E-03 -5.74808E-04 0.00000E-00
6: -0.003557 5.95947E-02 6.02822E-03 6.69641E-03 0.00000E-00
8: -0.000005 -9.42488E-02 2.60627E-01 -3.49066E-01 2.55122E-01
9: -0.695912 1.36204E-02 1.46554E-02 -1.74114E-02 7.78431E-03

・ Eccentric data
dy (mm) θ (degrees)
Object surface: 0.000 15.000
1: 0.222 5.000
2: 0.222 5.000
3: 0.036 1.156
4: 0.036 1.156
5: 0.013 0.990
6: 0.013 0.990
8: 0.000 0.424
9: 0.000 0.424
Image plane: -0.060 -1.123

・ Various focal length 1.22mm
F number 3.0
Diagonal angle of view 133.0 °
Horizontal angle of view (ωH) 118.0 °
Image height 2.3mm
Optical system total length 12.8mm
BF 2.130mm

Numerical example 2
Unit mm

・ Surface data
i r d n ν
Object surface: ∞ 1000
1: 74.869 0.700 1.729 54.7
2: 3.997 2.089
3 *: 119.680 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.389 0.774
5 *: 2.576 2.461 1.585 29.9
6 *: -5.011 1.905
7 (Aperture): ∞ 0.359
8 *: 19.867 2.116 1.530 56.2
9 *: -2.113 0.445
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.280
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
3: -0.000054 -2.81065E-03 -8.93747E-06 3.80764E-06 0.00000E-00
4: -0.987371 -2.22110E-02 1.43212E-04 9.86381E-06 0.00000E-00
5: -1.666208 3.76482E-04 -1.07876E-04 -3.77328E-06 0.00000E-00
6: -1.287996 4.30013E-03 1.33200E-05 6.20831E-06 0.00000E-00
8: -0.000474 -2.63407E-02 2.69851E-02 -2.37727E-02 1.24498E-02
9: 0.127602 1.68673E-02 2.12467E-03 -8.64006E-04 5.69840E-04

・ Eccentric data
dy (mm) θ (degrees)
Object surface: 0.000 30.000
1: 0.598 0.694
2: 0.598 0.694
3: 0.353 -3.260
4: 0.304 -3.698
5: 0.468 -5.000
6: -0.045 -3.289
8: -0.032 -5.000
9: -0.115 -1.743
Image plane: -0.347 -2.883

-Various data focal length 1.56mm
F number 2.9
Diagonal angle of view 172.6 °
Horizontal angle of view (ωH) 125.2 °
Image height 2.3mm
Optical system total length 15.0mm
BF 2.280mm

Numerical Example 3
Unit mm

・ Surface data
i r d n ν
Object surface: ∞ 1000
1: 12.564 0.700 1.883 40.8
2: 4.310 2.787
3 *: -3.615 0.700 1.530 56.2
4 *: 5.614 0.973
5: 9.580 1.616 1.946 18.0
6: -9.580 1.762
7 (Aperture): ∞ 1.027
8 *: 7.140 1.885 1.530 56.2
9 *: -2.093 0.100
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.250
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
3: -36.309673 -3.34179E-03 5.24219E-04 -2.72826E-05 4.94037E-07
4: 3.145569 3.37921E-02 -1.01913E-02 1.83819E-03 -1.22656E-04
8: -4.347978 -2.59443E-02 1.17891E-03 6.90123E-04 2.21338E-04
9: -0.096471 6.08078E-03 2.17358E-03 -1.80014E-03 4.88195E-04

・ Eccentric data
dy (mm) θ (degrees)
Object surface: 0.000 30.000
1: -0.945 3.854
2: -0.081 -0.072
3: 0.150 1.298
4: 0.065 -0.217
5: 0.395 0.678
6: -0.156 1.435
8: -0.002 -0.717
9: 0.021 0.551

-Various data focal length 1.50mm
F number 2.3
Diagonal angle of view 164.2 °
Horizontal angle of view (ωH) 135.6 °
Image height 2.3mm
Optical system total length 15.0mm
BF 2.250mm

Numerical Example 4
Unit mm

・ Surface data
i r d n ν
Object surface: ∞ 1000
1: 19.921 0.700 1.516 64.1
2: 3.500 2.683
3 *: -1.829 0.700 1.530 56.2
4 *: 4.511 0.416
5: 2.699 2.300 1.846 23.8
6: ∞ 0.762
7 (Aperture): ∞ 0.664
8 *: 16.576 1.964 1.530 56.2
9 *: -1.617 0.100
10: ∞ 1.200 1.516 64.1
11: ∞ 2.253
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
3: -9.847877 1.51742E-02 -3.04650E-03 2.93484E-04 -1.12643E-05
4: 0.396006 1.12168E-01 -3.19191E-02 6.88842E-03 -6.14606E-04
8: 0.622705 -7.31563E-02 5.76600E-02 -5.99749E-02 1.79041E-02
9: -0.613332 7.79421E-03 -1.28442E-02 6.26307E-03 -1.63430E-03

・ Eccentric data
dy (mm) θ (degrees)
Object surface: 0.000 30.000
1: 0.174 -0.685
2: 0.174 -0.685
3: 0.034 0.048
4: 0.034 0.048
5: 0.035 0.224
6: 0.035 0.224
8: 0.010 0.045
9: 0.010 0.045

-Various data focal length 1.50mm
F number 2.7
Diagonal angle of view 164.4 °
Horizontal angle of view (ωH) 133.2 °
Image height 2.3mm
Optical system total length 13.8mm
BF 2.253mm

以上説明した本実施形態の撮像光学系によれば、固体撮像素子を用いた撮影系、特に路面などを斜め方向から撮像する車載カメラに好適であり、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像光学系が実現できる。   According to the imaging optical system of the present embodiment described above, it is suitable for an imaging system using a solid-state imaging device, particularly an in-vehicle camera that images a road surface or the like from an oblique direction, and high optical performance is required and there is no sense of incongruity. An imaging optical system suitable for outputting an ultra-wide angle image can be realized.

本実施形態１の撮像光学系のＹＺ方向の光学系断面図である。2 is a sectional view of the optical system in the YZ direction of the imaging optical system according to the first embodiment. FIG. 本実施形態１の撮像光学系のＸＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the XZ direction of the image pick-up optical system of Embodiment 1. 本実施形態１の撮像光学系の収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram of the imaging optical system according to the first embodiment. 本実施形態１の撮像光学系のアオリを含む歪曲の説明図である。It is explanatory drawing of the distortion containing the tilt of the imaging optical system of this Embodiment 1. FIG. 本実施形態２の撮像光学系のＹＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the YZ direction of the imaging optical system of Embodiment 2. 本実施形態２の撮像光学系のＸＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the XZ direction of the image pick-up optical system of Embodiment 2. 本実施形態２の撮像光学系の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the image pickup optical system according to the second embodiment. 本実施形態２の撮像光学系のアオリを含む歪曲の説明図である。It is explanatory drawing of the distortion containing the tilt of the imaging optical system of this Embodiment 2. FIG. 本実施形態３の撮像光学系のＹＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the YZ direction of the imaging optical system of this Embodiment 3. 本実施形態３の撮像光学系のＸＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the XZ direction of the image pick-up optical system of Embodiment 3. 本実施形態３の撮像光学系の収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of the image pickup optical system according to the third embodiment. 本実施形態３の撮像光学系のアオリを含む歪曲の説明図である。It is explanatory drawing of the distortion containing the tilt of the imaging optical system of this Embodiment 3. FIG. 本実施形態４の撮像光学系のＹＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the YZ direction of the imaging optical system of this Embodiment 4. 本実施形態４の撮像光学系のＸＺ方向の光学系断面図である。It is an optical system sectional view of the XZ direction of the imaging optical system of this Embodiment 4. 本実施形態４の撮像光学系の収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of the image pickup optical system according to the fourth embodiment. 本実施形態４の撮像光学系のアオリを含む歪曲の説明図である。It is explanatory drawing of the distortion containing the tilt of the imaging optical system of this Embodiment 4. 本実施形態の撮像光学系の収差図の評価対象点Ｆ１〜Ｆ７の設定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of the evaluation object points F1-F7 of the aberrational figure of the imaging optical system of this embodiment. 従来の車載カメラの光学系構成図である。It is an optical system block diagram of the conventional vehicle-mounted camera.

符号の説明Explanation of symbols

Ｇ０ 撮像光学系
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＳＰ 開口絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
Ｋ 基準軸
Ｒ 路面（物体面）
Ｌｎ 複数のレンズ
Ｍ カメラ本体
G0 Imaging optical system L1 First lens L2 Second lens L3 Third lens L4 Fourth lens SP Aperture stop IP Image surface G Glass block K Reference axis R Road surface (object surface)
Ln Multiple lenses M Camera body

Claims (13)

車両の内部または外部を撮像する車載カメラ用光学系であって、
４枚のレンズと絞りとで構成され、
前記絞りの開口中心で、かつ絞り面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸とするとき、前記レンズの少なくとも１つのレンズ面が前記基準軸に対して傾き偏心および／もしくは平行偏心していることを特徴とする車載カメラ用光学系。 An in-vehicle camera optical system that images inside or outside of a vehicle,
Consists of four lenses and an aperture,
When the path of the optical path passing through the center of the aperture of the diaphragm and perpendicular to the diaphragm surface is a reference axis, at least one lens surface of the lens is inclined and / or parallel decentered with respect to the reference axis. An optical system for a vehicle-mounted camera. 前記４枚のレンズの各レンズ面は全て各光軸に対して回転対称な面形状により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ用光学系。   2. The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein each of the lens surfaces of the four lenses has a surface shape that is rotationally symmetric with respect to each optical axis. 前記傾き偏心しているレンズ面と基準軸とのなす角度をθとしたとき、
−５° ≦ θ ≦ ＋５°
を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載カメラ用光学系。 When the angle formed between the lens surface that is decentered and the reference axis is θ,
−5 ° ≦ θ ≦ + 5 °
The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein: 前記平行偏心しているレンズ面の光軸と基準軸とのずれ量をｄｙとしたとき、
−１．０ ＜ ｄｙ ＜ １．０
を満足することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の車載カメラ用光学系。 When the amount of deviation between the optical axis of the parallel decentered lens surface and the reference axis is dy,
−1.0 <dy <1.0
The optical system for vehicle-mounted cameras according to claim 1, wherein: 前記４枚のレンズのレンズ面のうち、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の車載カメラ用光学系。   The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein at least one of the four lens surfaces has an aspheric surface. 前記４枚のレンズのうち、少なくとも１枚はプラスチックレンズを有することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の車載カメラ用光学系。   The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein at least one of the four lenses includes a plastic lens. 前記光学系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズ、絞り、正の屈折力の第４レンズとで構成され、前記第１レンズはガラスレンズであることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の車載カメラ用光学系。   The optical system includes, in order from the object side, a first lens having a negative refractive power, a second lens having a negative refractive power, a third lens having a positive refractive power, a diaphragm, and a fourth lens having a positive refractive power. The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein the first lens is a glass lens. 前記第１レンズは物体側に凸となるメニスカス形状のレンズであることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の車載カメラ用光学系。   The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein the first lens is a meniscus lens that is convex toward the object side. 前記光学系は画像を電気信号に変換する撮像素子に像を結像することを対象にした撮像光学系であり、前記撮像素子の長辺方向の画角をωHとするとき、
ωH ＞ １１０°
を満足することを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の車載カメラ用光学系。 The optical system is an imaging optical system intended to form an image on an image sensor that converts an image into an electrical signal, and when the angle of view in the long side direction of the image sensor is ωH,
ωH> 110 °
The vehicle-mounted camera optical system according to claim 1, wherein: 前記第１レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が３５以上に、前記第３レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が４０以下に、それぞれ設定されることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の車載カメラ用光学系。   2. The Abbe number for the d-line of the material constituting the first lens is set to 35 or more, and the Abbe number for the d-line of the material constituting the third lens is set to 40 or less, respectively. The optical system for vehicle-mounted cameras in any one of -9. 前記第１レンズの焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとするとき、
―６．５ ＜ ｆ１／ｆ ＜ ―３．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜１０いずれかに記載の車載カメラ用光学系。 When the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the entire system is f,
−6.5 <f1 / f <−3.0
The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとするとき、
―３．０ ＜ ｆ２／ｆ ＜ ―１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜１１いずれかに記載の車載カメラ用光学系。 When the focal length of the second lens is f2, and the focal length of the entire system is f,
-3.0 <f2 / f <-1.0
The on-vehicle camera optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied. 前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、全系の焦点距離をｆとするとき、
２．０ ＜ ｆ３／ｆ ＜ ４．０
１．５ ＜ ｆ４／ｆ ＜ ３．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜１２いずれかに記載の車載カメラ用光学系。 When the focal length of the third lens is f3, the focal length of the fourth lens is f4, and the focal length of the entire system is f,
2.0 <f3 / f <4.0
1.5 <f4 / f <3.0
The vehicle-mounted camera optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.