WO2022239661A1 - 撮像レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

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WO2022239661A1
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lens
imaging
image
lens system
optical axis
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Inventor
翼 横田
俊介 田中
勝也 宇野
Original Assignee
マクセル株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present invention relates to an image pickup lens system and an image pickup device, and for example, to an in-vehicle image pickup lens system and image pickup device.
  • the AR film (antireflection film) formed on the lens surface of a plastic lens has a reflectance that is about 5 to 10% higher than that of the AR film formed on the lens surface of a glass lens.
  • a camera using a plastic lens is more likely to have a non-negligible ghost effect than a camera configured only with a lens.
  • the ghost affects the imaging performance of the optical system, and when the optical system is used for sensing, the occurrence of the ghost leads to erroneous recognition, and the sensing function of the optical system becomes insufficient.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an imaging lens system and an imaging apparatus capable of suppressing the occurrence of ghosts even when using a plastic lens.
  • the imaging lens system of one embodiment comprises, in order from the object side to the image side, a first lens which is a meniscus lens having negative power and a convex surface facing the object side; a second lens that is a meniscus lens with a convex surface facing toward the aperture; a third lens that has positive power and is biconvex; a fourth lens that has negative power and has an image side surface that is convex toward the object side; It has a positive power and consists of a biconvex fifth lens and a sixth lens, The distance in the optical axis direction from the reference plane to the lens surface at the height of the effective diameter of the lens surface when a plane that includes the intersection of the lens surface and the optical axis and is perpendicular to the optical axis is taken as the reference plane.
  • the sixth lens has the following formula ( 1) and satisfies formula (2), Sg1H/H1 ⁇ -0.10 (1) Sg2H/H2 ⁇ -0.10 (2)
  • H1 and H2 are ray heights at positions through which rays incident outside the diagonal length of the imaging element pass.
  • “outside the diagonal length of the image pickup device” refers to the range of a circle having a diameter equal to the length of the diagonal line of the image pickup device centered on the intersection of the image formation plane and the optical axis on the image formation plane. also means outside.
  • the height of the effective diameter of the lens surface means the height from the optical axis of the position within the range of the effective diameter of the lens surface.
  • an imaging lens system and an imaging device that can suppress the occurrence of ghosts even if a plastic lens is used.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the amount of sag of a lens
  • 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging device and an imaging lens system according to Example 1.
  • FIG. 4 is a spherical aberration diagram (longitudinal aberration diagram) in the imaging lens system of Example 1.
  • FIG. 4 is a field curvature diagram in the imaging lens system of Example 1.
  • FIG. 4 is a distortion aberration diagram in the imaging lens system of Example 1.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging device and an imaging lens system according to Example 2; 7 is a spherical aberration diagram (longitudinal aberration diagram) in the imaging lens system of Example 2.
  • FIG. 10 is a field curvature diagram in the imaging lens system of Example 2;
  • FIG. 10 is a distortion aberration diagram in the imaging lens system of Example 2;
  • the imaging lens system of Embodiment 1 includes, in order from the object side to the image side, a first lens which is a meniscus lens having negative power and a convex surface facing the object side, a first lens having positive power, and an image.
  • a second lens that is a meniscus lens with a convex surface facing the object side, an aperture, a third lens that has positive power and is biconvex, and a fourth lens that has negative power and has an image side convex surface facing the object side.
  • the sixth lens has a sag amount of Sg1H at the height H1 of the effective diameter of the object-side lens surface, and a sag amount of Sg1H at the height H2 of the effective diameter of the image-side lens surface.
  • Sg2H the following equations (1) and (2) are satisfied.
  • the sag amount of the lens will be explained using FIG.
  • the plane PO that includes the intersection of the object-side lens surface SO of the lens L and the optical axis Z and is orthogonal to the optical axis is taken as a reference plane
  • the effective diameter of the object-side lens surface SO is The distance in the optical axis Z direction from the reference plane PO at the height H1 to the object-side lens surface SO is defined as a sag amount Sg1H.
  • the height H2 at the effective diameter of the image-side lens surface SI is The distance in the optical axis Z direction from the reference plane PI to the image-side lens surface SI is defined as a sag amount Sg2H.
  • the sag amount Sg2H becomes a negative value.
  • Heights H1 and H2 are heights of light rays at positions through which light rays incident outside the diagonal length of the image sensor pass.
  • “outside the diagonal length of the image pickup device” refers to the range of a circle having a diameter equal to the length of the diagonal line of the image pickup device centered on the intersection of the image formation plane and the optical axis on the image formation plane. also means outside. It should be noted that “outside the diagonal length of the image sensor” is because the shape of the position on the lens surface through which the light rays that should enter the image sensor pass is designed based on the imaging performance. Therefore, the purpose is to exclude this part.
  • the height of the effective diameter of the lens surface means the height from the optical axis of the position within the range of the effective diameter of the lens surface. That is, the heights H1 and H2 are the heights from the optical axis at positions within the range of the effective diameter of the lens surface and through which light rays incident outside the diagonal length of the image sensor pass. is.
  • the ghost is generated when the light reflected by the lens surfaces of the lenses constituting the optical system enters the imaging device.
  • a strong ghost is generated.
  • the image-side lens surfaces of the second lens, the third lens, and the fifth lens have a concave surface shape toward the object side, and the second lens, the third lens, and the The reflected light is reflected in the direction of divergence (the direction away from the optical axis Z) on the image-side lens surfaces of the lens and the fifth lens, and can be suppressed from entering the imaging device.
  • the sag amount Sg1H at a position through which a light ray incident outside the diagonal length of the imaging device on the object-side lens surface of the sixth lens passes satisfies the above formula (1).
  • the overall shape of the object-side lens surface of the sixth lens is concave toward the object side, and light reflected at that position can be suppressed from entering the image sensor.
  • the sag amount Sg2H at a position through which a light ray incident outside the diagonal length of the imaging device on the image-side lens surface of the sixth lens passes satisfies the above formula (2). Therefore, the overall shape of the image-side lens surface of the sixth lens is concave toward the object side, and light reflected at that position can be suppressed from entering the image sensor. Therefore, in the imaging lens system according to Embodiment 1, it is possible to suppress the incidence of reflected light from the lens surface into the imaging device, thereby suppressing the occurrence of ghosts.
  • the sixth lens closest to the imaging element in the imaging lens system has an aspherical shape that makes the optical axis and the principal ray parallel, the angle of incidence of the sensor on the imaging plane of the imaging element is reduced. can do. As a result, a sufficient amount of peripheral light is ensured, and an imaging lens system having an excellent sensing function can be realized.
  • an infrared cut filter is arranged between the third lens and the fourth lens.
  • an infrared cut filter is more expensive than a lens
  • the lens system is usually designed without an infrared cut filter, and finally, an infrared filter is placed closest to the image side of the lens system. A cut filter is placed.
  • the light reflected by the object-side surface of the infrared cut filter is re-reflected by, for example, the object-side lens surface of the second lens and enters the imaging device, causing a ghost.
  • the infrared cut filter is arranged between the third lens and the fourth lens, the light reflected by the object-side surface of the infrared cut filter cuts the infrared rays. Even if the light is re-reflected by the lens surface of the lens located closer to the object side than the filter, it is less likely to enter the imaging device. This can prevent reflected light from the infrared cut filter from entering the imaging device.
  • the fourth lens and the fifth lens form a cemented lens.
  • Chromatic aberration can be suitably corrected by configuring the cemented lens with the fourth lens and the fifth lens.
  • At least the object-side and image-side lens surfaces of the second lens, the third lens, and the sixth lens have an aspherical shape. This makes it possible to suitably correct spherical aberration, curvature of field, and distortion, and realize an imaging lens system with excellent imaging performance.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the imaging device 10 of Example 1.
  • the imaging device 10 includes an imaging lens system 11 and an imaging device 12 .
  • the imaging lens system 11 and the imaging element 12 are housed in a housing (not shown).
  • the imaging element 12 is an element that converts received light into an electrical signal, and for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor is used.
  • the imaging element 12 is arranged at an imaging position (focus position) of the imaging lens system 11 .
  • the imaging lens system 11 includes, in order from the object side to the image side, a first lens L1, a second lens L2, an aperture stop (STOP), a third lens L3, a fourth lens L4, and an infrared cut filter. (IRCF), fifth lens L5, and sixth lens L6.
  • the imaging plane of the imaging lens system 11 is indicated by IMG.
  • the first lens L1 is a glass lens with negative power.
  • the object-side lens surface S1 of the first lens L1 has a spherical shape that is convex toward the object side.
  • the image-side lens surface S2 of the first lens L1 has a spherical shape that is convex toward the object side.
  • the second lens L2 is a plastic lens with positive power.
  • the object-side lens surface S3 of the second lens L2 has an aspheric shape concave to the object side.
  • the image-side lens surface S4 of the second lens L2 has an aspheric shape concave toward the object side.
  • Aperture STOP is an aperture that determines the F value (F number, Fno) of the lens system.
  • a stop STOP is arranged between the second lens L2 and the third lens L3.
  • the third lens L3 is a glass lens with positive power.
  • the object-side lens surface S7 of the third lens L3 has an aspheric shape convex to the object side. Further, the image-side lens surface S8 of the third lens L3 has an aspheric shape concave to the object side.
  • the infrared cut filter is a filter for cutting light in the infrared region.
  • the infrared cut filter is handled integrally with the imaging lens system 11 when the imaging lens system 11 is designed. However, the infrared cut filter is not an essential component of the imaging lens system 11 .
  • An infrared cut filter is arranged between the third lens L3 and the fourth lens L4.
  • the fourth lens L4 is a plastic lens with negative power.
  • the object-side lens surface S11 of the fourth lens L4 has an aspheric shape that is convex toward the object side.
  • the image-side lens surface S12 of the fourth lens L4 has an aspheric shape that is convex toward the object side.
  • the fifth lens L5 is a plastic lens with positive power.
  • the object-side lens surface S13 of the fifth lens L5 has an aspheric shape that is convex toward the object side. Further, the image-side lens surface S14 of the fifth lens L5 has an aspheric shape concave to the object side.
  • the fourth lens L4 and the fifth lens L5 constitute a cemented lens. That is, the image-side lens surface S12 of the fourth lens L4 and the object-side lens surface S13 of the fifth lens L5 are in contact with each other.
  • the fourth lens L4 and the fifth lens L5 are joined with an adhesive layer having an axial thickness of 0.020 mm.
  • the sixth lens L6 is a plastic lens with negative power.
  • the object-side lens surface S15 of the sixth lens L6 has an overall aspheric shape concave toward the object side.
  • the image-side lens surface S16 of the sixth lens L6 has an aspherical shape that is concave toward the object side as a whole.
  • Table 1 shows lens data of each lens surface in the imaging lens system 11 of Example 1.
  • the lens data includes the glass material, the refractive index Nd for the d-line, the Abbe number Vd for the d-line, the curvature of each surface, the radius of curvature of each surface (mm), the surface interval (mm) at the central optical axis, and the effective The diameter (mm) is presented.
  • the refractive index for the d-line and the Abbe number for the d-line shown in Table 1 are values when the environmental temperature t (° C.), which is the temperature around the imaging lens system 11, is 25 (° C.).
  • the surfaces marked with "*" are aspheric surfaces.
  • the aspherical shape adopted for the lens surface is 4th, 6th, 8th, 10
  • the aspheric coefficients of the next, 12th, 14th and 16th orders are A4, A6, A8, A10, A12, A14 and A16, respectively, they are represented by the following equations.
  • Table 2 shows the aspherical coefficients for defining the aspherical shape of the aspherical lens surface in the imaging lens system 11 of Example 1.
  • “-2.119E-03” means “-2.119 ⁇ 10 -3 ".
  • Numerical expressions are the same for the following tables.
  • FIGS. 3A to 3C show spherical aberration diagrams (longitudinal aberration diagrams), field curvature diagrams, and distortion aberration diagrams in the imaging lens system 11 of Example 1.
  • FIG. As shown in FIGS. 3A to 3C, the imaging lens system 11 of Example 1 has a pupil radius of 0.7303 and a half angle of view of 47.228°. Also, the F number is 2.8.
  • the horizontal axis indicates the position where the light beam intersects the optical axis Z, and the vertical axis indicates the height in the pupil diameter.
  • FIG. 3A shows simulation results with light rays of 408 nm, 538 nm, 600 nm and 668 nm.
  • the horizontal axis indicates the distance in the Z direction of the optical axis
  • the vertical axis indicates the image height (angle of view).
  • Sag indicates the curvature of field on the sagittal plane
  • Tan indicates the curvature of field on the tangential plane.
  • FIG. 3B shows a simulation result with light having a wavelength of 538 nm.
  • FIG. 3C shows a simulation result with light having a wavelength of 538 nm.
  • 3A to 3C show spherical aberration diagrams (longitudinal aberration diagrams), field curvature diagrams, and distortion aberration diagrams when the environmental temperature t (° C.) is 25 (° C.).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the imaging lens system 11 according to Example 2.
  • the imaging lens system 11 according to Example 2 includes a first lens L1, a second lens L2, an aperture stop (STOP), a third lens L3, a third It consists of four lenses L4, an infrared cut filter (IRCF), a fifth lens L5, and a sixth lens L6.
  • IRCF infrared cut filter
  • the second lens L2 has negative power
  • the sixth lens L6 has positive power
  • the object-side lens surface S11 and the image-side lens surface S11 of the fourth lens L4 This embodiment differs from the first embodiment in that S12 has a spherical shape, and the object-side lens surface S13 and the image-side lens surface S14 of the fifth lens L5 have spherical shapes. Characteristic data of the imaging lens system 11 according to Example 2 will be described below.
  • Table 3 shows lens data of each lens surface of the imaging lens system 11 according to Example 2. Since the items shown in Table 3 are the same as those in Table 1, the description thereof is omitted.
  • Table 4 shows the aspherical coefficients for defining the aspherical shape of the aspherical lens surface in the imaging lens system 11 of Example 2.
  • the aspheric shape adopted for the lens surface is represented by the same formula as in the first embodiment.
  • FIGS. 5A to 5C show spherical aberration diagrams (longitudinal aberration diagrams), field curvature diagrams, and distortion aberration diagrams in the imaging lens system 11 of Example 2.
  • Table 5 shows the total length TL of the optical system of the imaging lens system 11, the focal length f1 of the first lens L1, the focal length f2 of the second lens L2, the focal length f3 of the third lens L3, and the focal length f4 of the fourth lens L4.
  • Table 5 the unit of total length, focal length, height and sag amount is mm. Also, the focal length, height, and sag shown in Table 5 were calculated using light with a wavelength of 538 nm.
  • the image-side lens surfaces S4, S8, and S14 of the second lens L2, the third lens L3, and the fifth lens L5 have concave surface shapes toward the object side. Reflected light is reflected in the direction of divergence (direction away from the optical axis Z) on the image side lens surfaces S4, S8, and S14 of the third lens L3 and the fifth lens L5, and can be suppressed from entering the image sensor 12. can. Further, as shown in Table 5, in Examples 1 and 2, the value of Sg1H/H1 satisfies the above formula (1), and the value of Sg2H/H2 satisfies the above formula (2).
  • the imaging lens systems 11 according to Examples 1 and 2 it is possible to suppress the reflected light from the object-side lens surface S15 and the image-side lens surface S16 of the sixth lens L6 from entering the imaging device 12 .
  • the imaging lens systems 11 according to Examples 1 and 2 can suppress the occurrence of ghosts, have excellent imaging performance, and achieve high resolution.
  • the imaging lens systems 11 according to Examples 1 and 2 can suitably reduce various aberrations, have excellent imaging performance, and achieve high resolution. ing.
  • the imaging plane IMG of the image sensor 12 can reduce the angle of incidence of the sensor on the As a result, it is possible to realize the imaging lens system 11 in which a sufficient amount of peripheral light is ensured and which has an excellent sensing function.
  • An infrared cut filter IRCF is arranged between the third lens L3 and the fourth lens L4. This can prevent the reflected light originating from the infrared cut filter IRCF from entering the imaging element 12, and can further suppress the occurrence of ghosts.
  • the fourth lens L4 and the fifth lens L5 constitute a cemented lens, chromatic aberration can be preferably corrected.
  • At least the object-side lens surfaces S3, S7, S15 and the image-side lens surfaces S4, S8, S16 of the second lens L2, the third lens L3, and the sixth lens L6 preferably have an aspheric shape. Accordingly, it is possible to appropriately correct spherical aberration, curvature of field, and distortion, and realize the imaging lens system 11 having excellent imaging performance.
  • the imaging device 10 by providing the imaging lens system 11, it is possible to provide an imaging device that suppresses the occurrence of ghosts at a level necessary for image recognition in automatic driving and has excellent imaging performance.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
  • the application of the imaging lens system of the present invention is not limited to vehicle-mounted cameras and surveillance cameras, but can also be used for other applications such as being mounted on small electronic devices such as mobile phones.
  • Imaging device 11 Imaging lens system 12 Imaging device L1 First lens L2 Second lens L3 Third lens L4 Fourth lens L5 Fifth lens L6 Sixth lens STOP Aperture IRCF Infrared cut filter IMG Imaging plane Z Optical axis

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Abstract

プラスチックレンズを用いてもゴーストの発生を抑制できる撮像レンズ系及び撮像装置を提供すること。撮像レンズ系（１１）は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズ（Ｌ１）～第６レンズ（Ｌ６）からなり、第２レンズ（Ｌ２）、第３レンズ（Ｌ３）、第５レンズ（Ｌ５）の像側レンズ面（Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１４）は物体側に凹の面形状を有しており、第６レンズ（Ｌ６）は、物体側レンズ面（Ｓ１５）の有効径での高さ（Ｈ１）におけるサグ量を（Ｓｇ１Ｈ）、像側レンズ面の有効径での高さ（Ｈ２）におけるサグ量を（Ｓｇ２Ｈ）としたときに、以下の式（１）及び式（２）を満足し、　Ｓｇ１Ｈ／Ｈ１＜－０．１０・・・（１）　Ｓｇ２Ｈ／Ｈ２＜－０．１０・・・（２）　ここで、Ｈ１、Ｈ２は、撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置における光線高さである。

Description

撮像レンズ系及び撮像装置
　本発明は撮像レンズ系及び撮像装置に関し、例えば車載用の撮像レンズ系及び撮像装置に関する。
　近年、車両に搭載されるカメラには、自動運転を実現する目的等により、センシング機能が求められる傾向にある。そして、センシング機能の安定性・正確性を実現するため、例えば、特許文献１に記載された車載カメラ等のように、車載カメラをすべてガラスレンズで構成する場合が多い。
特開２０１９－２１１５９８号公報
　一方、ガラスレンズはプラスチックレンズよりもコストが高いため、コスト削減のため一部のガラスレンズをプラスチックレンズに置換することが求められる。しかし、プラスチックレンズを多用するとゴーストの影響を無視できなくなるという欠点がある。具体的には、プラスチックレンズのレンズ面上に形成されるＡＲ膜（反射防止膜）は、ガラスレンズのレンズ面上に形成されるＡＲ膜よりも反射率が５～１０％程度高いため、ガラスレンズのみで構成されたカメラよりもプラスチックレンズを用いるカメラの方がゴーストの影響が無視できなくなる可能性が高い。ゴーストは光学系の結像性能に影響を与え、光学系がセンシング用途に使用される場合はゴーストの発生が誤認識につながってしまい、光学系のセンシング機能が十分ではなくなってしまう。
　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、プラスチックレンズを用いてもゴーストの発生を抑制できる撮像レンズ系及び撮像装置を提供することを目的とする。
　一実施形態の撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを有し、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第１レンズ、正のパワーを有し、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、絞り、正のパワーを有し、両凸の第３レンズ、負のパワーを有し、像側面が物体側に凸面を向けた第４レンズ、正のパワーを有し、両凸の第５レンズ、第６レンズからなり、
　レンズ面と光軸との交点を含んで光軸と直交する平面を基準面としたときに、前記レンズ面の有効径での高さにおける前記基準面から前記レンズ面までの光軸方向の距離をサグ量とし、前記基準面から前記レンズ面までの方向が物体側から像側に向かう場合を正とした場合、
　前記第６レンズは、物体側レンズ面の有効径での高さＨ１におけるサグ量をＳｇ１Ｈ、像側レンズ面の有効径での高さＨ２におけるサグ量をＳｇ２Ｈとしたときに、以下の式（１）及び式（２）を満足し、
　　　Ｓｇ１Ｈ／Ｈ１＜－０．１０・・・（１）
　　　Ｓｇ２Ｈ／Ｈ２＜－０．１０・・・（２）
　ここで、Ｈ１、Ｈ２は、撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置における光線高さである。また、「撮像素子の対角長の外側」とは、結像面において、結像面と光軸との交点を中心とする、撮像素子の対角線の長さに等しい直径を有する円の範囲よりも外側を意味する。また、「レンズ面の有効径での高さ」とは、レンズ面の有効径の範囲内の位置の光軸からの高さを意味する。
　本発明によれば、プラスチックレンズを用いてもゴーストの発生を抑制できる撮像レンズ系及び撮像装置を提供することができる。
レンズのサグ量について説明する断面図である。 実施例１に係る撮像装置及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）である。 実施例１の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例１の撮像レンズ系における歪曲収差図である。 実施例２に係る撮像装置及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）である。 実施例２の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例２の撮像レンズ系における歪曲収差図である。
　以下、本実施の形態に係る光学レンズ及び撮像装置を説明する。
　（実施の形態１：撮像レンズ系）
　実施の形態１の撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを有し、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第１レンズ、正のパワーを有し、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、絞り、正のパワーを有し、両凸の第３レンズ、負のパワーを有し、像側面が物体側に凸面を向けた第４レンズ、正のパワーを有し、両凸の第５レンズ、第６レンズからなる。
　また、実施の形態１の撮像レンズ系では、第６レンズは、物体側レンズ面の有効径での高さＨ１におけるサグ量をＳｇ１Ｈ、像側レンズ面の有効径での高さＨ２におけるサグ量をＳｇ２Ｈとしたときに、以下の式（１）及び式（２）を満足する。
　　　Ｓｇ１Ｈ／Ｈ１＜－０．１０・・・（１）
　　　Ｓｇ２Ｈ／Ｈ２＜－０．１０・・・（２）
　ここで、図１を用いて、レンズのサグ量について説明する。図１に示すように、レンズＬの物体側レンズ面ＳＯと光軸Ｚとの交点を含んで光軸と直交する平面ＰＯを基準面としたときに、物体側レンズ面ＳＯの有効径での高さＨ１における基準面ＰＯから物体側レンズ面ＳＯまでの光軸Ｚ方向の距離をサグ量Ｓｇ１Ｈとする。同様に、レンズＬの像側レンズ面ＳＩと光軸Ｚとの交点を含んで光軸と直交する平面ＰＩを基準面としたときに、像側レンズ面ＳＩの有効径での高さＨ２における基準面ＰＩから像側レンズ面ＳＩまでの光軸Ｚ方向の距離をサグ量Ｓｇ２Ｈとする。また、基準面ＰＯ、ＰＩからレンズ面ＳＯ、ＳＩまでの方向が物体側から像側に向かう場合を正とする。すなわち、物体側レンズ面ＳＯが高さＨ１の位置において凸形状である場合、サグ量Ｓｇ１Ｈは正の値となる。また、像側レンズ面ＳＩが高さＨ２の位置において凸形状である場合、サグ量Ｓｇ２Ｈは負の値となる。
　また、高さＨ１、Ｈ２は、撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置における光線高さである。また、「撮像素子の対角長の外側」とは、結像面において、結像面と光軸との交点を中心とする、撮像素子の対角線の長さに等しい直径を有する円の範囲よりも外側を意味する。なお、「撮像素子の対角長の外側」としたのは、本来、レンズ面において、撮像素子に入射すべき光線が通過する位置の形状は、結像性能等に基づいて設計されるものであるため、当該部分を除く目的である。
　また、「レンズ面の有効径での高さ」とは、レンズ面の有効径の範囲内の位置の光軸からの高さを意味する。
　すなわち、高さＨ１、Ｈ２は、レンズ面において、レンズ面の有効径の範囲内の位置であって、撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置の光軸からの高さである。
　これにより、プラスチックレンズを用いてもゴーストの発生を抑制できる。
　具体的には、ゴーストは光学系を構成するレンズのレンズ面において反射された光が撮像素子に入射することによって発生する。特に、レンズの像側レンズ面において反射された光が撮像素子に入射すると強いゴーストが発生してしまう。しかし、本実施の形態１に係る撮像レンズ系では、第２レンズ、第３レンズ、第５レンズの像側レンズ面は物体側に凹の面形状を有しており、第２レンズ、第３レンズ、第５レンズの像側レンズ面において反射光は発散する方向（光軸Ｚから離れる方向）に反射され、撮像素子に入射することを抑制することができる。また、第６レンズの物体側レンズ面の撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置におけるサグ量Ｓｇ１Ｈが上記の式（１）を満たす。そのため、第６レンズの物体側レンズ面の全体的な形状は物体側に凹の形状となっており、当該位置において反射された光が撮像素子に入射することを抑制することができる。また、第６レンズの像側レンズ面の撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置におけるサグ量Ｓｇ２Ｈが上記の式（２）を満たす。そのため、第６レンズの像側レンズ面の全体的な形状は物体側に凹の形状となっており、当該位置において反射された光が撮像素子に入射することを抑制することができる。
　よって、本実施の形態１に係る撮像レンズ系では、レンズ面における反射光が撮像素子に入射することを抑制し、ゴーストの発生を抑制することができる。
　また、撮像レンズ系において最も撮像素子に近い位置にある第６レンズに光軸と主光線とを平行に近づけるような非球面形状を有するため、撮像素子の結像面へのセンサ入射角を小さくすることができる。これにより、周辺光量が十分に確保され、センシング機能の優れる撮像レンズ系を実現することができる。
　また、第３レンズと第４レンズとの間に、赤外線カットフィルタが配置されていることが好ましい。これにより、赤外線カットフィルタ由来の反射光が撮像素子に入射することを防ぐことができ、ゴーストの発生をさらに抑制することができる。
　具体的には、赤外線カットフィルタはレンズに比べ高価であるため、通常、レンズ系の設計では、まずは赤外線カットフィルタが無い状態でレンズ系が設計され、最後に、レンズ系の最も像側に赤外線カットフィルタが配置される。しかし、赤外線カットフィルタの物体側の面において反射された光は、例えば、第２レンズの物体側レンズ面において再反射されて撮像素子に入射し、ゴーストを発生させてしまうという問題がある。しかし、本実施の形態１に係る撮像レンズ系では、赤外線カットフィルタが第３レンズと第４レンズとの間に配置されるため、赤外線カットフィルタの物体側の面において反射された光が赤外線カットフィルタよりも物体側に位置するレンズのレンズ面によって再反射されても、撮像素子に入射しにくくなる。これにより、赤外線カットフィルタ由来の反射光が撮像素子に入射することを防ぐことができる。
　また、第４レンズ及び第５レンズが接合レンズを構成することが好ましい。第４レンズ及び第５レンズが接合レンズを構成することにより、色収差を好適に補正することができる。
　また、少なくとも第２レンズ、第３レンズ、及び第６レンズの物体側及び像側のレンズ面は非球面形状を有することが好ましい。これにより、球面収差、像面湾曲、歪曲収差を好適に補正し、結像性能に優れた撮像レンズ系を実現することができる。
　次に、実施の形態１の撮像レンズ系に対応する実施例について、図面を参照して説明する。
　（実施例１）
　図２は、実施例１の撮像装置１０の構成を示す断面図である。具体的には、撮像装置１０は、撮像レンズ系１１と、撮像素子１２と、を備える。撮像レンズ系１１と撮像素子１２とは筐体（不図示）に収容されている。
　撮像素子１２は、受光した光を電気信号に変換する素子であり、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。撮像素子１２は、撮像レンズ系１１の結像位置（焦点位置）に配置されている。
　実施例１に係る撮像レンズ系１１は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞り（ＳＴＯＰ）、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６からなる。撮像レンズ系１１の結像面はＩＭＧで示されている。
　第１レンズＬ１は、負のパワーを有するガラスレンズである。第１レンズＬ１の物体側レンズ面Ｓ１は、物体側に凸の球面形状を有する。第１レンズＬ１の像側レンズ面Ｓ２は、物体側に凸の球面形状を有する。
　第２レンズＬ２は、正のパワーを有するプラスチックレンズである。第２レンズＬ２の物体側レンズ面Ｓ３は、物体側に凹の非球面形状を有する。また、第２レンズＬ２の像側レンズ面Ｓ４は、物体側に凹の非球面形状を有する。
　絞りＳＴＯＰは、レンズ系のＦ値（Ｆナンバ、Ｆｎｏ）を決める絞りである。絞りＳＴＯＰは、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置される。
　第３レンズＬ３は、正のパワーを有するガラスレンズである。第３レンズＬ３の物体側レンズ面Ｓ７は、物体側に凸の非球面形状を有する。また、第３レンズＬ３の像側レンズ面Ｓ８は、物体側に凹の非球面形状を有する。
　赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）は、赤外領域の光をカットするためのフィルタである。赤外線カットフィルタは、撮像レンズ系１１の設計時には、撮像レンズ系１１と一体として扱われる。しかし、赤外線カットフィルタは、撮像レンズ系１１の必須の構成要素ではない。赤外線カットフィルタは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置されている。
　第４レンズＬ４は、負のパワーを有するプラスチックレンズである。第４レンズＬ４の物体側レンズ面Ｓ１１は、物体側に凸の非球面形状を有する。また、第４レンズＬ４の像側レンズ面Ｓ１２は、物体側に凸の非球面形状を有する。
　第５レンズＬ５は、正のパワーを有するプラスチックレンズである。第５レンズＬ５の物体側レンズ面Ｓ１３は、物体側に凸の非球面形状を有する。また、第５レンズＬ５の像側レンズ面Ｓ１４は、物体側に凹の非球面形状を有する。
　第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、接合レンズを構成している。すなわち、第４レンズＬ４の像側レンズ面Ｓ１２と第５レンズＬ５の物体側レンズ面Ｓ１３とが接している。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、軸上厚み０．０２０ｍｍの接着層で接合されている。
　第６レンズＬ６は、負のパワーを有するプラスチックレンズである。第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１５は、全体的な形状が物体側に凹の非球面形状を有する。また、第６レンズＬ６の像側レンズ面Ｓ１６は、全体的な形状が物体側に凹の非球面形状を有する。
　表１に、実施例１の撮像レンズ系１１における、各レンズ面のレンズデータを示す。表１では、レンズデータとして、硝材、ｄ線に対する屈折率Ｎｄ、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄ、各面の曲率、各面の曲率半径（ｍｍ）、中心光軸における面間隔（ｍｍ）、及び有効径（ｍｍ）を提示している。また、表１に示す、ｄ線における屈折率及びｄ線におけるアッベ数は、撮像レンズ系１１の周囲の温度である環境温度ｔ（℃）が２５（℃）のときの値である。また、表１において、「＊印」がついた面は、非球面であることを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　レンズ面に採用される非球面形状は、ｚをサグ量、ｃを曲率半径の逆数、ｋを円錐係数、ｒを光軸Ｚからの光線高さとして、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたときに、次式により表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　表２に、実施例１の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。なお、表２において、例えば「－２．１１９Ｅ－０３」は、「－２．１１９×１０－３」を意味する。以下の表についても数値の表現は同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　次に、収差について図面を用いて説明する。図３Ａ～図３Ｃは、実施例１の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図３Ａ～図３Ｃに示すように、実施例１の撮像レンズ系１１では、瞳半径が０．７３０３であり、半画角が４７．２２８°である。また、Ｆナンバが２．８である。
　また、図３Ａの縦収差図では、横軸は光線が光軸Ｚと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。また、図３Ａは、４０８ｎｍ、５３８ｎｍ、６００ｎｍ、６６８ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している。
　また、図３Ｂの像面湾曲図では、横軸は光軸Ｚ方向の距離を示し、縦軸は像高（画角）を示す。また、図３Ｂの像面湾曲図において、Ｓａｇはサジタル面における像面湾曲を示し、Ｔａｎはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。また、図３Ｂは、波長５３８ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している。
　また、図３Ｃの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量（％）を示し、縦軸は像高（画角）を示す。また、図３Ｃは、波長５３８ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している。
　なお、図３Ａ～図３Ｃは、環境温度ｔ（℃）が２５（℃）のときの球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図を示している。
　（実施例２）
　図４は、実施例２に係る撮像レンズ系１１を示す断面図である。実施例２に係る撮像レンズ系１１は、実施例１と同様に、物体側から像側に向かって順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞り（ＳＴＯＰ）、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６からなる。実施例２に係る撮像レンズ系１１は、第２レンズＬ２が負のパワーを有し、第６レンズＬ６が正のパワーを有し、第４レンズＬ４の物体側レンズ面Ｓ１１及び像側レンズ面Ｓ１２が球面形状を有し、第５レンズＬ５の物体側レンズ面Ｓ１３及び像側レンズ面Ｓ１４が球面形状を有する点が、実施例１と異なる。以下、実施例２に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。
　表３に、実施例２に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表３に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に、実施例２の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表４において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図５Ａ～図５Ｃに、実施例２の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図５Ａ～図５Ｃに示す各収差図についての説明は図３Ａ～図３Ｃと同様であるため、その説明を省略する。
　表５に、撮像レンズ系１１の光学系の全長ＴＬ、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４、第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５、第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６、第４レンズＬ４～第５レンズＬ５の合成焦点距離ｆ４５、撮像レンズ系１１の光学系全体の焦点距離Ｆ、ｆ１／Ｆ～ｆ６／Ｆの値、ｆ４５／Ｆの値、第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１５の有効径での高さＨ１、第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１５のサグ量Ｓｇ１Ｈ、第６レンズＬ６の像側レンズ面Ｓ１６の有効径での高さＨ２、第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１６のサグ量Ｓｇ２Ｈを示している。表５において、全長、焦点距離、高さ、及びサグ量の単位はいずれもｍｍである。また、表５に示す焦点距離、高さ、及びサグ量は、５３８ｎｍの波長の光線を用いて計算した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　実施例１、２において、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第５レンズＬ５の像側レンズ面Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１４は物体側に凹の面形状を有しており、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第５レンズＬ５の像側レンズ面Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１４において反射光は発散する方向（光軸Ｚから離れる方向）に反射され、撮像素子１２に入射することを抑制することができる。また、表５に示すように、実施例１、２において、Ｓｇ１Ｈ／Ｈ１の値は上記の式（１）を満たし、Ｓｇ２Ｈ／Ｈ２の値は上記の式（２）を満たしている。これにより、実施例１、２に係る撮像レンズ系１１では、第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１５及び像側レンズ面Ｓ１６における反射光が撮像素子１２に入射することを抑制することができる。これにより、実施例１、２に係る撮像レンズ系１１は、ゴーストの発生を抑制し、結像性能に優れ、高解像度を実現することができる。実際、実施例１、２に係る撮像レンズ系１１は、図３Ａ～図３Ｃ、図５Ａ～図５Ｃに示すように、各種収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。
　また、実施例１、２において、最も撮像素子１２に近い位置にある第６レンズＬ６に光軸と主光線とを平行に近づけるような非球面形状を有するため、撮像素子１２の結像面ＩＭＧへのセンサ入射角を小さくすることができる。これにより、周辺光量が十分に確保され、センシング機能の優れる撮像レンズ系１１を実現することができる。
　また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に、赤外線カットフィルタＩＲＣＦが配置されている。これにより、赤外線カットフィルタＩＲＣＦ由来の反射光が撮像素子１２に入射することを防ぐことができ、ゴーストの発生をさらに抑制することができる。
　また、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５が接合レンズを構成していることにより、色収差を好適に補正することができる。
　また、少なくとも第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ３、Ｓ７、Ｓ１５及び像側レンズ面Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１６は非球面形状を有することが好ましい。これにより、球面収差、像面湾曲、歪曲収差を好適に補正し、結像性能に優れた撮像レンズ系１１を実現することができる。
　また、撮像装置１０によれば、撮像レンズ系１１を備えることにより、自動運転における画像認識に必要なレベルで、ゴーストの発生を抑制し、結像性能に優れる撮像装置を提供することができる。
　なお、本発明は上記実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明の撮像レンズ系の用途は、車載カメラや監視カメラに限定されるものではなく、携帯電話等の小型電子機器に搭載する等の他の用途にも用いることができる。
　この出願は、２０２１年５月１０日に出願された日本出願特願２０２１－０７９７９５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　プラスチックレンズを用いてもゴーストの発生を抑制できる撮像レンズ系及び撮像装置を提供することができる。
１０　撮像装置
１１　撮像レンズ系
１２　撮像素子
Ｌ１　第１レンズ
Ｌ２　第２レンズ
Ｌ３　第３レンズ
Ｌ４　第４レンズ
Ｌ５　第５レンズ
Ｌ６　第６レンズ
ＳＴＯＰ　絞り
ＩＲＣＦ　赤外線カットフィルタ
ＩＭＧ　結像面
Ｚ　光軸

Claims (6)

  1. 　物体側から像側に向かって順に、負のパワーを有し、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第１レンズ、正のパワーを有し、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、絞り、正のパワーを有し、両凸の第３レンズ、負のパワーを有し、像側面が物体側に凸面を向けた第４レンズ、正のパワーを有し、両凸の第５レンズ、第６レンズからなり、
    　レンズ面と光軸との交点を含んで光軸と直交する平面を基準面としたときに、前記レンズ面の有効径での高さにおける前記基準面から前記レンズ面までの光軸方向の距離をサグ量とし、前記基準面から前記レンズ面までの方向が物体側から像側に向かう場合を正とした場合、
    　前記第６レンズは、物体側レンズ面の有効径での高さＨ１におけるサグ量をＳｇ１Ｈ、像側レンズ面の有効径での高さＨ２におけるサグ量をＳｇ２Ｈとしたときに、以下の式（１）及び式（２）を満足し、
    　　　Ｓｇ１Ｈ／Ｈ１＜－０．１０・・・（１）
    　　　Ｓｇ２Ｈ／Ｈ２＜－０．１０・・・（２）
    　ここで、Ｈ１、Ｈ２は、撮像素子の対角長の外側に入射する光線が通過する位置における光線高さである、撮像レンズ系。
  2. 　前記第６レンズはメニスカスレンズである、請求項１に記載の撮像レンズ系。
  3. 　前記第３レンズと前記第４レンズとの間に、赤外線カットフィルタが配置されている、請求項１又は２に記載の撮像レンズ系。
  4. 　前記第４レンズ及び前記第５レンズが接合レンズを構成する、請求項１～３の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
  5. 　少なくとも前記第２レンズ、前記第３レンズ、及び前記第６レンズの物体側及び像側のレンズ面は非球面形状を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
  6. 　請求項１～５の何れか一項に記載の撮像レンズ系と、
    　前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備える撮像装置。
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