JP7497574B2 - 撮像レンズおよびカメラ装置および移動体 - Google Patents

Description

この発明は、撮像レンズおよびカメラ装置および移動体に関する。

撮像レンズを用いるカメラ装置は近来、撮影用のみならず、車載カメラ装置やステレオカメラ装置、検査用カメラ装置、監視用カメラ装置等、広範な種類のものが実用化されている。
これら広範な種類のカメラ装置に搭載される撮像レンズには、一般に、高解像度、大口径で明るいレンズであること、広画角であること、小型であること等が求められる。

撮像レンズが結像する像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で読取る方式のカメラ装置に用いられる撮像光学系として好適なものとして「レトロフォーカスタイプ」のものが知られている（特許文献１～５）。
レトロフォーカスタイプの撮像光学系は、物体側の前群に負のパワーのレンズ群、これに続く像側の後群に正のパワーのレンズ群を配置することにより、前群、後群ともに射出瞳を像面から離すことができ、軸外光線の受光面への入射角を小さくできるため、撮像素子への入射光を効率よく利用でき、また、バックフォーカスを大きくできるところから、撮像レンズと撮像素子との間に光学的ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のフィルタ類を配置するスペースの確保が容易である。

この発明は、１２０度以上の広い画角を有し、小型に構成でき、上記種々のカメラ装置への搭載に適したレトロフォーカスタイプの新規な撮像レンズの実現を課題とする。

この発明の撮像レンズは、単焦点で、１２０度以上の画角を有し、物体側から像側へ向
かって順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、開口絞り、正の屈折力の第３群
、正の屈折力の第４群を配してなり、前記第１群は、２枚の負レンズで構成され、前記第
２群は、１枚の正レンズで構成され、前記第３群は、２枚の正レンズと１枚の負レンズの
３枚で構成され、該３枚のレンズのうち少なくとも物体側の２枚が接合されており、前記第３群が物体側から像側へ向かって正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚を接合して構成され、前記第４群は、非球面形状を有する１枚の正レンズで構成され、第ｉ群（ｉ＝１～４）のｄ線に対する焦点距離：ｆｉ、全系のｄ線に対する焦点距離：
ｆが、以下の条件：
（１） －２．７ ≦ ｆ１／ｆ ≦ －０．７
（２） ２．２ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ６．６
（３） ３．９ ≦ ｆ３／ｆ ≦ １４．３
（４） ２．８ ≦ ｆ４／ｆ ≦ １１．０
満足する。

この発明によれば、１２０度以上の広い画角を有し、小型に構成でき、上記種々のカメラ装置への搭載に適したレトロフォーカスタイプの新規な撮像レンズを実現できる。

実施例１の撮像レンズを示す図である。 実施例１の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例１の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例１の撮像レンズの縦収差図である。 実施例１の撮像レンズの横収差図である。 実施例２の撮像レンズを示す図である。 実施例２の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例２の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例２の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例２の撮像レンズの横収差図である。 実施例３の撮像レンズを示す図である。 実施例３の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例３の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例３の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例３の撮像レンズの横収差図である。 実施例４の撮像レンズを示す図である。 実施例４の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例４の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例４の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例４の撮像レンズの横収差図である。 実施例５の撮像レンズを示す図である。 実施例５の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例５の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例５の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例５の撮像レンズの横収差図である。 実施例６の撮像レンズを示す図である。 実施例６の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例６の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例６の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例６の撮像レンズの横収差図である。 実施例７の撮像レンズを示す図である。 実施例７の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例７の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例７の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例７の撮像レンズの横収差図である。 実施例８の撮像レンズを示す図である。 実施例８の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例８の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例８の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例８の撮像レンズの横収差図である。 実施例９の撮像レンズを示す図である。 実施例９の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例９の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例９の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例９の撮像レンズの横収差図である。 実施例１０の撮像レンズを示す図である。 実施例１０の撮像レンズのデータおよび非球面データを示す図である。 実施例１０の撮像レンズの焦点距離と条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例１０の撮像レンズの球面収差および非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例１０の撮像レンズの横収差図である。 カメラ装置の1例としての検査装置の1実施例を説明するための図である。 カメラ装置の1例としてのステレオカメラ装置の1実施例を説明するための図である。 カメラ装置の1例としての車載カメラ装置の1実施例を説明するための図である。 車載カメラ装置を搭載した移動体の1例としての自動車を説明するための図である。

以下、図を参照して説明する。
図１に、撮像レンズの実施の１形態を示す。図１に示す例は、後述する実施例１の撮像レンズに対応している。図の左方が物体側で、右方が像側である。
図１の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、第１群、第２群、開口絞り、第３群、第４群を配してなる。
以下において、撮像レンズを構成するレンズに符号を付する場合の規則として、物体側から順次、符号：Ｌ１、Ｌ２、・・、Ｌｊ・・とし、物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示すものとする。
「第１群」は、物体側からレンズＬ１、Ｌ２を配してなり、「第２群」は、１枚のレンズＬ３で構成され、「開口絞り」のすぐ像側にある「第３群」は、３枚のレンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６により構成され、最も像側に配される「第４群」は、１枚のレンズＬ７により構成されている。

第ｉ群（ｉ＝１～４）を構成するレンズにつき説明すると、以下の通りである。
第１群は、少なくとも負レンズを２枚有する。
第２群は、１枚の正レンズで構成される。
第３群は、２枚の正レンズと1枚の負レンズの３枚で構成され、該３枚のレンズのうち少なくとも２枚が接合されている。
第４群は、非球面形状を有する1枚の正レンズで構成される。
従って、第２群および第４群は何れも「１枚の正レンズ」で構成され、第３群は、正レンズ２枚と負レンズ１枚で構成される。
第１群は、少なくとも２枚の負レンズを有して構成され、２枚の負レンズで構成されることも、物体側から像側へ向かって、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズを配して構成されることもできる。

撮像レンズを小型に構成する観点からすると、第１群を構成するレンズ枚数は、２枚もしくは３枚が好ましい。２枚のレンズで構成する場合、２枚のレンズは共に負レンズであるが、３枚のレンズで構成する場合は２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成することが好ましい。
即ち、 第１群を「２枚の負レンズと１枚の正レンズ」で構成する場合、これらは物体側から像側へ向かって、負レンズ、正レンズ、負レンズの順に配する。
第１群の最も物体側に負レンズを配する場合、この負レンズの物体側の面は、凸面とすることも凹面とすることもできる。
第３群は、上述のように、２枚の正レンズと１枚の負レンズの３枚で構成され、該３枚のレンズのうち少なくとも物体側の２枚が接合される。
即ち、第３群は「３枚のレンズを接合一体化」した構成とすることができ、また、「物体側の２枚のレンズを接合したものと、独立した像側の１枚のレンズ」による構成が可能である。
第３群を構成する「２枚の正レンズと１枚の負レンズ」の配列には物体側から「正・正・負」、「正・負・正」、「負・正・正」の３通りが可能であるが、これらのうちで「正・負・正」、「負・正・正」の配列は好ましい配列である。特に、３枚のレンズを接合一体化する場合は「正・負・正」の配列は好ましい。
第３群の３枚のレンズのうち、２枚を接合し、他の１枚を独立させる場合、２枚接合レンズのレンズ配列は物体側から「正・正」、「正・負」、「負・正」の３通りが可能であるが、これらの中で「正・負」、「負・正」は好ましい配列である。
これらの場合、２枚接合レンズと「独立した１枚のレンズ」とは、そのいずれを物体側にしてもよいが、物体側に「正・負」または「負・正」の接合レンズを配し、像側に負レンズを配する配置は好適な配置である。

この発明の撮像レンズは、前述の如く、第ｉ群（ｉ＝１～４）のｄ線に対する焦点距離：ｆｉ、全系のｄ線に対する焦点距離：ｆが、条件：
（１） －２．７ ≦ ｆ１／ｆ ≦ －０．７
（２） ２．２ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ６．６
（３） ３．９ ≦ ｆ３／ｆ ≦ １４．３
（４） ２．８ ≦ ｆ４／ｆ ≦ １１．０
満足する。
これらの条件は、第１群ないし第４群の屈折力の範囲を規制するものである。
即ち、「第１群の負の屈折力」と「第２ないし第４群の正の屈折力」とを条件（１）ないし（４）で規制することにより、これらの屈折力のバランスをとり、１２０度以上の広い画角とレトロフォーカスタイプの優れた性能を実現するのである。

条件（１）は、第１群の負の屈折力を規制する条件である。
条件（１）のパラメータが下限を超えると、第１群の負の屈折力が「絶対値で小さく」なり、レトロフォーカスタイプの長所を生かすことが難しい。
条件（１）のパラメータが上限を超えると、第１群の負の屈折力が強くなり、広角化には有利であるが、各種収差、特に球面収差の補正が困難になる。
条件（２）は、第２群の正の屈折力を規制する条件である。
条件（２）のパラメータが下限を超えると第２群の正の屈折力が過大となり、上限を超えると過小となり、何れの場合も、条件（１）を満足する「第１群の負の屈折力」とのバランスが崩れて各種収差、特に球面収差の補正が困難となる。
条件（３）は、第３群の正の屈折力を規制する条件である。
条件（３）のパラメータが下限を超えると第３群の正の屈折力が過大となり、上限を超えると過小となり、何れの場合も、条件（１）を満足する第１群の負の屈折力、条件（２）を満足する第２群の正の屈折力とのバランスが崩れて各種収差、特にコマ収差の補正が困難となる。
条件（４）は、第４群の正の屈折力を規制する条件である。
条件（４）のパラメータが下限を超えると第４群の正の屈折力が過大となり、上限を超えると過小となり、何れの場合も、条件（１）を満足する第１群の負の屈折力、条件（２）を満足する第２群および条件（３）を満足する第３群の「正の屈折力」とのバランスが崩れて各種収差、特に歪曲収差の補正が困難となる。

なお、この発明の撮像レンズの全系の焦点距離：ｆは、撮像レンズの仕様に応じて、適宜に設定可能であるが、撮像レンズを、車載カメラ装置やステレオカメラ装置、検査用カメラ装置、監視用カメラ装置等に用いる場合を考慮すると、過大な焦点距離は「Ｆナンバを小さくしようとすると、第１群のレンズ径の増大」をもたらし、撮像レンズひいてはカメラ装置の大型化を招来するし、過小な焦点距離は「撮像レンズの小型化」には有利であるが各種収差の補正が困難となりやすい。

このような観点から、全系のｄ線に対する焦点距離：ｆは、条件：
１．５ｍｍ ≦ ｆ ＜ ２２ｍｍ
を満足することが好ましい。
この発明の撮像レンズを構成する各レンズは「何れも球面レンズで構成」できるが、１枚以上のレンズを非球面レンズとして構成することもできる。
非球面を採用するレンズは、非球面の収差補正機能を考慮すると、最も像側に近い第４群の正レンズが適している。第４群に非球面を採用すると、第１～第３群で発生する各種の収差の補正を良好に行うことができる。特に、第４群の正レンズの両面を非球面とすることにより良好な収差補正が可能となる。

再び、図１を参照すると、図１に示された撮像レンズの第１群は、物体側から負レンズＬ１、負レンズＬ２を配して構成され、負レンズＬ１は凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ、負レンズＬ２は両凹レンズである。
第２群を構成する１枚の正レンズＬ３は「肉厚の両凸レンズ」である。
第３群は、物体側から順に、正レンズＬ４、負レンズＬ５、正レンズＬ６を接合一体化してなり、正レンズＬ４は肉厚の両凸レンズ、負レンズＬ５は両凹レンズ、正レンズＬ６は肉厚の両凸レンズである。
第４群は１枚の正レンズＬ７により構成され、このレンズは「物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ形状」であり、その両面が非球面である。
なお、図１における符号Ｆは、赤外線除去フィルタや各種のカラーフィルタを、これらと「光学的に等価な１枚の透明平行平板」として示したものである。
また、図１の撮像レンズは、像を撮像素子（エリアセンサ）の受光面上に結像する場合が想定され、像が結像する像面Ｉｍは、撮像素子の受光面に合致する。符号Ｇは、撮像素子の受光面を保護するカバーガラスを示す。
以下、撮像レンズの具体的な実施例を１０例（実施例１ないし実施例１０）示す。
なお、実施例１ないし１０は何れも、物体像を撮像素子で読取り、歪曲収差を「電子的な演算により補正する場合」を想定している。

「実施例１」
実施例１は、図１に示した実施の形態の撮像レンズであり、そのレンズ構成は上に説明した通りのものである。
実施例１のデータを図２に示す。図２（ａ）において、「面番号」は、物体の側から数えた面の番号であり「開口絞りの面（面番号７）」を含んでいる。「面タイプ」は各面番号の面のタイプであり「球」とあるのは「球面」で、曲率半径が無限である「平面」を含んでいる。「非球面」は、以下の式により形状を特定される面である。
即ち、非球面量：Ｚを、近軸曲率半径：Ｒ、光軸からの距離：ｈ、コーニック定数：Ｋ、４、６、８、１０次の非球面係数をＥ_４、Ｅ_６、Ｅ_８、Ｅ_１０として、周知の次式：
Ｚ＝（ｈ^２/Ｒ）/［１＋√（１―（１＋Ｋ）(ｈ/Ｒ)^２］
＋Ｅ４・ｈ^４＋Ｅ６・ｈ^６＋Ｅ８・ｈ^８＋Ｅ１０・ｈ^１０
で表す。
図２（ｂ）は、非球面（第４群のレンズＬ７の両面）のデータである。なお、図中において例えば「5.69E-04」とあるのは「5.69×10^-4」を意味している。

図３（ａ）に、実施例１の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離（ｆｄ）、（ｂ）に実施例１の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図４には、実施例１の撮像レンズの縦収差を示す。図の左図は球面収差、中図は非点収差、右図は歪曲収差（右図）である。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。

図５には、実施例１の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例２」
実施例２の撮像レンズの構成を図６に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。

第１群は、負レンズＬ１、正レンズＬ２、負レンズＬ３の３枚で構成されている。
負レンズＬ１は両凹レンズで、従って、物体側の面も凹面である。正レンズＬ２は「凸面を像側に向けた正メニスカスレンズ」、負レンズＬ３は凹面を物体側に向けた「肉厚の負メニスカスレンズ」である。
第２群は、凸面を像側に向けた１枚の正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ４で構成されている。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ５、両凹レンズ（負レンズ）Ｌ６、肉厚の両凸レンズＬ７の３枚を接合一体化してなる。
第４群は、１枚の正レンズＬ８からなり、この正レンズＬ８は両面とも非球面である。

実施例２のデータを、図２（ａ）に倣って図７（ａ）に、非球面データを図２（ｂ）に倣って図７（ｂ）に示す。
図８（ａ）に実施例２の各レンズＬ１ないしＬ８、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例２の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図９には、実施例２の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図１０には、実施例２の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例３」
実施例３の撮像レンズの構成を図１１に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、正レンズＬ２、負レンズＬ３の３枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、正レンズＬ２は「凸面を像側に向けた正メニスカスレンズ」、負レンズＬ３は「肉厚の両凹レンズ」である。
第２群は、肉厚の両凸レンズ（正レンズ）Ｌ４で構成されている。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、両凸レンズ（正レンズ）Ｌ５、凹メニスカスレンズＬ６を接合した接合レンズと、その像側に独立して配されたレンズＬ７による３枚のレンズからなり、レンズＬ７は凸面を物体側に向けた肉厚の正メニスカスレンズである。

第４群は、１枚の正レンズＬ８からなり、正レンズＬ８は両面とも非球面である。
実施例３のデータを、図２（ａ）に倣って図１２（ａ）に示し、非球面データを図２（ｂ）に倣って図１２（ｂ）に示す。
図１３（ａ）に実施例３の各レンズＬ１ないしＬ８、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例３の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図１４には、実施例３の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図１５には、実施例３の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例４」
実施例４の撮像レンズの構成を図１６に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「凸面を像側に向けた負メニスカスレンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３により構成され、正レンズＬ３は「凸面を像側に向けた肉厚の正メニスカスレンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、肉厚の両凹レンズＬ４、両凸レンズＬ５の２枚を接合した接合レンズと、その像側に独立して配された正レンズＬ６による３枚のレンズからなり、レンズＬ６は「凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズ」である。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例４のデータを、図２（ａ）に倣って図１７（ａ）に示し、非球面データを図１７（ｂ）に示す。
図１８（ａ）に実施例４の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例４の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図１９には、実施例４の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図２０には、実施例４の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例５」
実施例５の撮像レンズの構成を図２１に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「凸面を像側に向けた肉厚の負メニスカスレンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３により構成され、正レンズＬ３は「凸面を物体側に向けた肉厚の正メニスカスレンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、肉厚の両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合した接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例５のデータを、図２（ａ）に倣って図２２（ａ）に示し、非球面データを図２２（ｂ）に示す。
図２３（ａ）に実施例５の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例５の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図２４には、実施例５の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図２５には、実施例５の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例６」
実施例６の撮像レンズの構成を図２６に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「両凹レンズ」である。

第２群は、１枚の正レンズ３により構成され、正レンズＬ３は「肉厚の両凸レンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、肉厚の両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合してなる接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例６のデータを、図２（ａ）に倣って図２７（ａ）に示し、非球面データを図２７（ｂ）に示す。
図２８（ａ）に実施例６の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例６の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図２９には、実施例６の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図３０には、実施例６の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例７」
実施例７の撮像レンズの構成を図３１に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「両凹レンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３で構成され、正レンズＬ３は「両凸レンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、肉厚の両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合してなる接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は、両凸形状であるが両面とも非球面である。

実施例７のデータを、図２（ａ）に倣って図３２（ａ）に示し、非球面データを図３２（ｂ）に示す。
図３３（ａ）に実施例７の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例７の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図３４には、実施例７の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図３５には、実施例７の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例８」
実施例８の撮像レンズの構成を図３６に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「両凹レンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３で構成され、正レンズＬ３は「像側に凸面を向けた肉厚の正メニスカスレンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、肉厚の両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合してなる接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例８のデータを、図２（ａ）に倣って図３７（ａ）に示し、非球面データを図３７（ｂ）に示す。
図３８（ａ）に実施例８の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例８の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図３９には、実施例８の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図４０には、実施例８の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例９」
実施例９の撮像レンズの構成を図４１に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「両凹レンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３で構成され、正レンズＬ３は「両凸レンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合してなる接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例９のデータを、図２（ａ）に倣って図４２（ａ）に示し、非球面データを図４２（ｂ）に示す。
図４３（ａ）に実施例９の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例９の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。

図４４には、実施例９の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図４５には、実施例９の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

「実施例１０」
実施例１０の撮像レンズの構成を図４６に示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図１におけると同符号を用い、レンズに関しては前述の規則（物体側から数えて「ｊ番目のレンズ」をＬｊで示す。）に従っている。
第１群は、負レンズＬ１、負レンズＬ２の２枚で構成されている。
負レンズＬ１は「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」、負レンズＬ２は「両凹レンズ」である。
第２群は、１枚の正レンズ３で構成されており、正レンズＬ３は「肉厚の両凸レンズ」である。
開口絞りの像側の第３群は、物体側から順に、両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および肉厚の両凸レンズＬ６の３枚を接合してなる接合レンズである。
第４群は、１枚の正レンズＬ７からなり、正レンズＬ７は両面とも非球面である。

実施例１０のデータを、図２（ａ）に倣って図４７（ａ）に示し、非球面データを図４７（ｂ）に示す。
図４８（ａ）に実施例１０の各レンズＬ１ないしＬ７、第１ないし第４群及び全系のｄ線に対する焦点距離、（ｂ）に実施例１０の条件（１）ないし（４）のパラメータの値を示す。
図４９には、実施例１０の撮像レンズの縦収差を図４に倣って示す。
球面収差および非点収差は極めて良好に補正されている。歪曲収差は若干大きいが、電子的な補正が十分に可能なレベルである。
図５０には、実施例１０の撮像レンズの横収差を示す。横収差も極めて良好に補正されている。

以上、撮像レンズの具体的な実施例を１０例挙げた。
前述の如く、実施例１ないし１０は、物体像を撮像素子で読取り、歪曲収差を「電子的な演算により補正する場合」を想定している。球面収差・非点収差とともに横収差も十分に補正されており、歪曲収差も電子的な補正が十分に可能な範囲である。球面収差・非点収差・横収差が十分に補正されているので、撮像素子による高解像度の読取りが可能であり、１メガ画素の撮像装置による読取りも十分に可能である。

また、実施例１ないし１０の撮像レンズは何れも、ＦＮｏ．＝２．０であり十分な明るさを有しており、高速の画像読取りが可能である。いずれの実施例も１２０度以上の広画角であり、特に画角：１５０度の「実施例２」を除けば、他の実施例は１９０度と言う極めて広い画角を有している。
実施例２の撮像レンズの画角：１５０度が、他の実施例の画角：１９０度に比して小さいのは、実施例２の撮像レンズでは第１群のレンズＬ１の物体側の面が凹面であることによる。画角を大きくする観点からすると、第１レンズ群のレンズＬ１の物体側面は凸面であることが好ましいが、実施例２のように物体側の面を凹面としても、１５０度という広画角を実現でき、１２度以上の画角を実現するのに、レンズＬ１の物体側面は凹面としても構成できることは明らかである。

この発明のカメラ装置は、上述した撮像レンズを含むカメラ装置であり、通常の撮影用のカメラ装置として実施出来ることは勿論であるが、他に、検査用カメラ装置、ステレオカメラ装置、車載カメラ装置、監視用カメラ装置等として実施できる。
以下には、このようなカメラ装置の例として、検査用カメラ装置、ステレオカメラ装置、車載カメラ装置の実施の形態例を説明する。

図５１を参照して「検査用カメラ装置の実施の1形態を説明する。
以下に説明する検査装置は、所謂「製品検査」を行うための検査装置である。
製品検査には種々の検査や検査項目があり得るが、簡単のために多数個が製造される製品の「傷の有無」を検査する場合を例にとって説明する。
図５１（ａ）において、符号２０は「撮像部」、符号２３は「検査プロセス実行部」を示し、符号２４は「表示部」を示す。また、符号「Ｗ」は「製品」、符号２６は「製品搬送ベルト」を示している。
撮像部２０は、撮像光学系２１と画像処理部２２とを有する。
検査対象としての製品Ｗは、製品搬送ベルト２６上に等間隔に置かれ、搬送ベルト２６により矢印方向（図の右方）へ等速的に搬送される。
撮像光学系２１は、結像対象である製品Ｗの像を結像するものであり、この発明の撮像レンズが用いられる。具体的には上述の実施例１ないし１０の何れかの撮像レンズを用いることができる。以下、撮像光学系２１を撮像レンズ２１と称する。
製品検査は、図５１（ｂ）に示す「準備工程」、「検査工程」、「結果表示工程」の各工程に從って行われる。これらの工程のうち、「検査工程と結果表示工程」が「検査プロセス」である。

「準備工程」では、検査条件を設定する。
即ち、搬送ベルト２６により搬送される製品Ｗの大きさや形状、傷の有無を検査する部位等に応じて、撮像レンズ２１の撮影位置、撮影態位（結像レンズの向きや撮影対象との距離、即ち、物体距離）を定める。
そして、有無を検出すべき「傷」の位置や大きさに応じて、撮像レンズ２１をフォーカシングする。撮像レンズ２１は「フォーカシング機能」を持ち、検査項目（説明中の例では傷の有無）に応じて、適切に設定された物体距離に合わせてフォーカシングを行うことができる。

一方において、「傷のないことが確認されているモデル製品」を搬送ベルト上の検査位置に置いて、これを撮像レンズ２１により撮影する。
撮影は、画像処理部２２に配置されたＣＣＤ等の撮像素子（以下、撮像素子２２と言う。）による撮像で行われ、撮像素子２２により撮像された画像は「画像情報」とされ、デジタルデータ化する画像処理が行われる。

画像処理されたデジタルデータは、検査プロセス実行部２３に送られ、検査プロセス実行部２３は、前記デジタルデータを「モデルデータ」として記憶する。
「検査工程」では、製品Ｗが、搬送ベルト２６上に「モデル製品と同一態位」に置かれ、搬送ベルト２６により順次搬送される。そして、搬送される個々の製品Ｗが「検査位置」を通過する際に、撮像レンズ２１による撮影が行われ、画像処理部２２でデジタルデータ化されて、検査プロセス実行部２３に送られる。
検査プロセス実行部２３は「コンピュータやＣＰＵ」として構成され、画像処理部２２を制御し、画像処理部２２を介して、撮像レンズ２１による撮影やフォーカシングを制御する。
検査プロセス実行部２３は、画像処理部２２でデジタルデータ化された「製品Ｗの画像のデータ」を受けると、該画像データと、前記「記憶したモデルデータ」のマッチングを行う。
撮影された製品Ｗに「傷」がある場合は、画像データとモデルデータとが合致しないので、この場合には、当該製品は「不良品」と判定する。
製品Ｗに傷が無い場合には、該製品の画像データとモデルデータが合致するので、この場合は、当該製品が「良品」であると判定する。
「結果表示工程」は、検査プロセス実行部２３による個々の製品の「良品、不良品」の判定結果を、表示部２４に表示する工程である。
なお、装置の構成上は、検査プロセス実行部２３と表示部２４とが「検査プロセス実行手段」を構成する。

次に、図５２を参照して、ステレオカメラ装置尾実施の形態を説明する。
ステレオカメラ装置は、距離測定に用いられるものが、すでに知られており、従って、以下の説明は概略である。
図５２において、符号１１Ａ、１１Ｂは撮像光学系であり、同一仕様のものである。
撮像光学系１１Ａ、１１Ｂとしては、請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の撮像レンズ、具体的には、実施例１ないし１０の適宜のものを用いることができ、以下において、撮像レンズ１１Ａ、１１Ｂと称する。
符号１２Ａ、１２Ｂは撮像素子で、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いることができる。
撮像レンズ１１Ａ、１１Ｂは、光軸ＡＸＡと光軸ＡＸＢとを互いに平行にして、所定の距離：Ｄ（基線長という。）を隔して配置されている。
撮像レンズ１１Ａは、物体Ｏｂの像を撮像素子１２Ａの受光面に結像させる。
撮像レンズ１１Ｂは、物体Ｏｂの像を撮像素子１２Ｂの受光面に結像させる。
撮像素子１２Ａ、１２Ｂは、撮像レンズ１１Ａ、１１Ｂにより結像した画像を撮影画像のデータとして制御演算部１３に入力させる。

コンピュータやＣＰＵとして構成された制御演算部１３は、撮像素子１２Ａ、１２Ｂから入力される画像情報をデジタル情報化する。
そして、デジタル情報化された画像情報に基づき、物体Ｏｂまでの距離を演算により算出する。
即ち、制御演算部１３では、各撮像素子１２Ａ、１２Ｂに結像する物体Ｏｂの像位置に基づき、像位置間の距離：Ｄ＋Δを求める。

撮像レンズの焦点距離：ｆ、基線長：Ｄを用いると、上記の如く求められた「Ｄ＋Δ」により、物体Ｏｂまでの距離：ｄは、次式：
ｄ＝ｆ｛１＋（Ｄ/Δ）｝
により算出される。これが、ステレオカメラ装置による距離測定である。

図５３は、車載カメラ装置の実施の１形態を概略図として示す図である。
図５３において、符号１２０は撮像系、符号１３Ｃは制御演算部を示す。
撮像系１２０は、撮像光学系１１Ｃと撮像素子１２Ｃとを有する。
撮像系１２０と制御演算部１３Ｃとは「車載カメラ装置」を構成し、図示されない車両に搭載され、例えば、車両外の画像情報を取得して、デジタル情報化する。デジタル情報化された画像情報は、自動ブレーキ等の「運転の補助情報」に用いることができる。
撮像光学系１１Ｃとしては、請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の撮像レンズ、具体的には、実施例１ないし５の適宜のものを用いることができる。

なお、図５３における撮像系１２０と制御演算部１３Ｃの部分を、図５２のステレオカメラ装置に変えることができる。

即ち、図５２に示すステレオカメラ装置は、これを車載カメラ装置として車両に搭載することができる。

図５４は、図５３に即して説明した「車載カメラ」を、車載カメラ１４Ａとして搭載した「移動体」としての自動車ＡＵを示している。

撮像装置を用いるカメラ装置を搭載する移動体は、自動車に限らず、飛行機や列車等の車両やドローン等の飛翔体等としても実施できる。

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

Ｌ１～Ｌ７、Ｌ８ 物体側から数えて第ｊ（ｊ＝1～７、８）番目のレンズ
Ｆ 赤外線フィルタ等の各種フィルタ
Ｇ 撮像素子のカバーガラス
Ｉｍ 撮像レンズの像面

特許第６３７２７４４号公報 特許第６４５９５２１号公報 特開２０１５－１１８１５２号公報 特開２０１８－０７７２９１号公報 特開２０１９－０２０５０５号公報

Claims (13)

1. 単焦点で、１２０度以上の画角を有し、
   物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、開口絞り
   、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群を配してなり、
   前記第１群は、２枚の負レンズで構成され、
   前記第２群は、１枚の正レンズで構成され、
   前記第３群は、２枚の正レンズと１枚の負レンズの３枚で構成され、該３枚のレンズの
   うち少なくとも物体側の２枚が接合されており、
   前記第４群は、非球面形状を有する１枚の正レンズで構成され、
   前記第３群が物体側から像側へ向かって正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚を接合して構成され、
   第ｉ群（ｉ＝１～４）のｄ線に対する焦点距離：ｆｉ、全系のｄ線に対する焦点距離：
   ｆが、以下の条件：
   （１） －２．７ ≦ ｆ１／ｆ ≦ －０．７
   （２） ２．２ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ６．６
   （３） ３．９ ≦ ｆ３／ｆ ≦ １４．３
   （４） ２．８ ≦ ｆ４／ｆ ≦ １１．０
   満足する撮像レンズ。
2. 単焦点で、１２０度以上の画角を有し、
   物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、開口絞り
   、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群を配してなり、
   前記第１群は、物体側から像側へ向かって、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレ
   ンズを配して構成され、
   前記第２群は、１枚の正レンズで構成され、
   前記第３群は、２枚の正レンズと１枚の負レンズの３枚で構成され、該３枚のレンズの
   うち少なくとも物体側の２枚が接合されており、
   前記第４群は、非球面形状を有する１枚の正レンズで構成され、
   第ｉ群（ｉ＝１～４）のｄ線に対する焦点距離：ｆｉ、全系のｄ線に対する焦点距離：
   ｆが、以下の条件：
   （１） －２．７ ≦ ｆ１／ｆ ≦ －０．７
   （２） ２．２ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ６．６
   （３） ３．９ ≦ ｆ３／ｆ ≦ １４．３
   （４） ２．８ ≦ ｆ４／ｆ ≦ １１．０
   満足する撮像レンズ。
3. 請求項１または２記載の撮像レンズであって、
   第１群の最も物体側のレンズの物体側の面が凸面である撮像レンズ。
4. 請求項２記載の撮像レンズであって、
   第１群の最も物体側の負レンズの物体側の面が凹面である撮像レンズ。
5. 請求項１ないし４の何れか１項に記載の撮像レンズであって、
   第１群から第３群の各レンズは両面が球面である撮像レンズ。
6. 請求項２または４の何れか１項に記載の撮像レンズであって、
   第３群が物体側から像側へ向かって正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚を接合して構
   成されている撮像レンズ。
7. 請求項２記載の撮像レンズであって、
   第３群を構成する２枚の正レンズと１枚の負レンズのうち、物体側の２枚が正レンズと
   負レンズの接合レンズであり、像側の１枚が独立した正レンズである撮像レンズ。
8. 請求項２記載の撮像レンズであって、
   第３群における正レンズと負レンズの接合レンズにおける前記正レンズが物体側に配さ
   れ、第１群が、物体側から像側へ向かって、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレン
   ズで構成されている撮像レンズ。
9. 請求項７記載の撮像レンズであって、
   第３群における正レンズと負レンズの接合レンズにおける前記負レンズが物体側に配さ
   れている撮像レンズ。
10. 請求項１ないし９の何れか１項に記載の撮像レンズであって、
    前記の焦点距離：ｆが条件：
    １．５ｍｍ ≦ｆ＜ ２２ｍｍ
    を満足する撮像レンズ。
11. 請求項１ないし１０の何れか１項に記載の撮像レンズを含むカメラ装置。
12. 撮影用のカメラ装置、検査用カメラ装置、ステレオカメラ装置、車載カメラ装置、監視
    用カメラ装置の何れかである、請求項１１記載のカメラ装置。
13. 請求項１１記載のカメラ装置を搭載した移動体。

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