JP2021144151A - 撮像レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトでありながら高い結像性能、従来よりも更に高い軸上画角付近の角度分解能と広い撮像範囲を兼ね備え、車載用途等に求められる耐環境性と低コストを実現できる撮像レンズ系及び撮像装置を提供する。【解決手段】撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，物体側に凸面，像側に凹面を有し，負のパワーを有する非球面の第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，物体側に凹面を有する第５レンズＬ５，第６レンズＬ６からなる撮像レンズ系であって，絞りＳＴＯＰが第２レンズから第５レンズの間に配置され，第２レンズの物体側面は中心の曲率に対し，周辺の局所的な曲率が小さい値をとる非球面形状である。【選択図】図１

Description

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。

車載用センシングデバイスでは，例えば，高速道路走行中の先行車などの遠方の物体を精度よく検出するために，高い角度分解能で物体を撮像する望遠性能が求められている。

一方で，車両周囲に存在する物体を広く検出するには，広い画角を有する広角性能が求められている。

上述の要求に対して，１つのカメラ，すなわち１つの撮像素子に１つのレンズを組み合わせたものに，望遠性能と広角性能双方を持ち合わせることができると，広角性能と望遠性能をもつレンズを各々用意する必要がなくなるため，車両の限られた空間を有効活用でき，またコストに対してメリットがある。

このような発明に，例えば下記先行技術文献が存在する。特許文献１には光軸近傍の画角において画角の増加に伴う角度分解能の低下量を抑制した発明が記載されている。また，特許文献２には負の歪曲を強く発生させることによって光軸近傍の画角の分解能確保と広角の両立を目指した発明が記載されている。

特許第６５７１８４０号公報 特開２０１９−１３２９６７号公報

しかしながら特許文献１，２の構成において撮影画角範囲を確保したまま中心付近の角度分解能を更に向上させる，すなわち焦点距離を延伸しながら負の歪曲を更に発生させようとすると，各種収差が大きく発生してしまい良好な結像性能が確保できないという問題がある。

また特許文献２では焦点距離に比して全長が長く，また全てのレンズをプラスチックレンズに比べ量産コストの高いガラスレンズで構成することが推奨されていることから，車載用途に適した更なるコンパクト化とコスト低減が不十分であるという課題がある。

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，コンパクト（短い全長)でありながら高い結像性能、従来よりも更に高い軸上画角付近の角度分解能と広い撮像範囲を兼ね備え、車載用途等に求められる耐環境性と低コストを実現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，負のパワーを有する第１レンズ，物体側に凸面，像側に凹面を有し，負のパワーを有する非球面の第２レンズ，正のパワーを有する第３レンズ，正のパワーを有する第４レンズ，物体側に凹面を有する第５レンズ，第６レンズと絞りからなる撮像レンズ系であって，絞りが第２レンズから第５レンズの間に配置され，局所的な曲率Ｃ（ｈ）は，以下の式（１）で定義したとき，前記第２レンズの物体側面は中心の曲率に対し，周辺の局所的な曲率が小さい値をとる非球面形状であるようにした。

ここで，ｈは光軸からのレンズ面の高さ，zは高さｈにおける面頂点から光軸平行方向への変位量，すなわちサグ量である。

本発明によれば，コンパクト（短い全長)でありながら高い結像性能、従来よりも更に高い軸上画角付近の角度分解能と広い撮像範囲を兼ね備え、車載用途等に求められる耐環境性と低コストを実現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。

実施例１の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例１の撮像レンズ系における縦収差図である。 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の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例２の撮像レンズ系における縦収差図である。 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。 実施例３の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例３の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例３の撮像レンズ系における縦収差図である。 実施例３の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例３の撮像レンズ系における歪曲収差図である。 実施例４の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例４の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例４の撮像レンズ系における縦収差図である。 実施例４の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例４の撮像レンズ系における歪曲収差図である。 実施例５の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例５の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例５の撮像レンズ系における縦収差図である。 実施例５の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例５の撮像レンズ系における歪曲収差図である。 実施例６の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例６の撮像レンズ系の第２レンズにおける光軸からのレンズ面の高さと曲率を示すグラフである。 実施例６の撮像レンズ系における縦収差図である。 実施例６の撮像レンズ系における像面湾曲図である。 実施例６の撮像レンズ系における歪曲収差図である。 実施の形態２に係る撮像装置の断面図である。

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，負のパワーを有する第１レンズ，物体側に凸面，像側に凹面を有し，負のパワーを有する非球面の第２レンズ，正のパワーを有する第３レンズ，正のパワーを有する第４レンズ，物体側に凹面を有する第５レンズ，第６レンズと絞りからなる撮像レンズ系であって，絞りが第２レンズから第５レンズの間に配置され、局所的な曲率Ｃ（ｈ）は，以下の式（１）で定義したとき，前記第２レンズの物体側面は中心の曲率に対し，周辺の局所的な曲率が小さい値をとる非球面形状であるようにした。

ここで，ｈは光軸からのレンズ面の高さ，zは高さｈにおける面頂点から光軸平行方向への変位量，すなわちサグ量である。

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，コンパクト（短い全長)でありながら高い結像性能、従来よりも更に高い軸上画角付近の角度分解能と広い撮像範囲を兼ね備え、車載用途等に求められる耐環境性と低コストを実現できる。

実施の形態１の撮像レンズ系では，焦点距離に対し長いバックフォーカスを確保しながら広角性能を確保するために前群（第１レンズＬ１／第２レンズＬ２）が負，後群（第３レンズＬ３〜第６レンズＬ６）が正のレトロフォーカス構成としている。

軸外画角の主光線とレンズ面の交点が光軸から比較的離れた位置に存在する第２レンズの物体側面Ｌ２Ｒ１を非球面とし，その形状が，中心の曲率に対して周辺の曲率が小さい形状であることで，周辺画角の光束に対し、効率的に負の歪曲を与えることができるので、光軸近傍画角に高い角度分解能を与えるために焦点距離を長くしながらも、広い撮影画角を確保することができる。

ここで絞りが第２レンズから第５レンズの間に配置されることによって、第２レンズの物体側面L２R１における軸外光束の主光線高さを適切な高さに調節することで、軸外画角光束に効率的に負の歪曲を与えながらも、前群の肥大化を抑制できる。

ここでもっとも物体側に位置する第１レンズＬ１が負のパワーを有するレンズであることによって，前群の負のパワーを第１レンズＬ１と第２レンズＬ２で効率的に分担できるため撮影画角を確保しながらも，第２レンズＬ２を製造しやすい形状にすることができる。

仮に，第１レンズＬ１がない場合は軸外の負の屈折力を確保するために第２レンズの物体側面Ｌ２Ｒ１が反り返る形状になったり，有効径が大きくなったりやすい。例えばガラスモールド成形を行う場合，反り返り部分で空気だまりが生じ，形状が安定せず，歩留まり低下につながる。また有効径が大きくなることで体積が大きくなりコストアップにつながる。

第１レンズＬ１が負のレンズであることによりこのような状況を回避し、第２レンズの製造性を確保できる。なお，第１レンズＬ１は負のパワーを持つレンズであれば面の凹凸形状は問わない。

例えば，凹凸に応じて下記の特徴がある。
第１レンズの物体側面Ｌ１Ｒ１が物体側に凹且つ第１レンズの像側面Ｌ１Ｒ２が像側に凸である場合，第１レンズのパワーを固定した際に、軸外主光線の高い位置（Ｌ１Ｒ１）に強い曲率を持つ面を配置できるため、いわゆるザイデル収差係数の歪曲収差係数とその他の単色収差係数の差を最大化しやすい。このため負の歪曲をかけながらも結像性能（ＭＴＦ）を確保しやすい。

第１レンズの物体側面Ｌ１Ｒ１が物体側に凹且つ第１レンズの像側面Ｌ１Ｒ２が像側に凹である場合，第１レンズのパワーを固定した際に、負の面が連続することで径が小さくても屈折力を確保しやすくなり，小径化に有効である。

第１レンズの物体側面Ｌ１Ｒ１が物体側に凸且つ第１レンズの像側面Ｌ１Ｒ２が像側に凹である場合，前玉が凸形状であることで水滴やゴミが付着し続けにくくしやすくできる。

したがって，第１レンズＬ１の面の凹凸形状は求められるサイズ，コスト，画角特性などから決めてよい。

また絞りに近接し、太い光束が通る第3レンズＬ３、第４レンズＬ４を正のパワーを有するレンズとして構成することで、後群における正のパワーを分散でき、球面収差や偏芯に対する性能劣化を抑えることができる。

加えて、第５レンズＬ５を物体側に凹面を有するレンズにすることで像面湾曲や球面収差、色収差を補正しやすい。

更に、第６レンズＬ６があることによって高像高の光束の像面湾曲や歪曲、像面法線に対する主光線の入射角度を制御できる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第３レンズの屈折率の温度変化率の絶対値をｄｎ３／ｄｔと定義したときに，以下の式（２）を満たすようにしてもよい。
｜ｄｎ３／ｄｔ｜≦１０［１０^−６／Ｋ］ ・・・（２）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，レトロフォーカス構成の後群で正のパワーを担う第３レンズＬ３の屈折率ｎ３の温度変化率の絶対値｜ｄｎ３／ｄｔ｜を上限値以下にすることによって温度変化による性能変動の抑制を達成できる。

このような硝材としてはガラスレンズが適している。例えば第１レンズＬ１を飛び石などの衝撃に強いガラスレンズ，第２レンズＬ２／第４レンズＬ４／第５レンズＬ５／第６レンズＬ６を屈折率の温度変化率の絶対値｜ｄｎ／ｄｔ｜がガラスレンズに比して高く，量産コストの安いプラスチックレンズを用いた場合，車載用途に適した耐環境性，温度安定性を確保しながら低コストのレンズを構成することができる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（３）を満たすようにしてもよい。
１＜｜ｆ１／ｆ｜＜１０ ・・・（３）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１が式（３）の下限を下回る値をとる場合，Ｌ１のパワーが強くなりすぎ，軸外における非点収差や下光線における倍率色収差の発生が大きく発生してしまうことを抑制できる。実施の形態１の撮像レンズ系によれば，ｆ１が式（３）の上限を上回る値をとる場合，Ｌ１の前群における負のパワーの分担量が少なくなりすぎ，撮影範囲の確保が困難になったり，径の肥大化やＬ２の製造性の悪化を招く。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第１レンズの物体側の曲率をＲ１１，第１レンズの像側の曲率をＲ１２と定義したときに，以下の式（４）を満たすようにしてもよい。
｜Ｒ１１＋Ｒ１２｜／｜（Ｒ１１−Ｒ１２）｜＜５ ・・・（４）

第１レンズＬ１の曲率半径が式（４）の範囲を外れる場合，Ｒ１とＲ２の曲率半径が近い値をとることになる。結果として式（３）を満たすように第１レンズＬ１のパワーを確保するには，第１レンズＬ１の厚みを厚くするか，各々の曲率を収差補正という面からすると過大に強くとるという措置が必要になる。実施の形態１の撮像レンズ系では，式（４）を満たすことにより，小型化，低コスト化、収差発生の抑制を達成することができる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の面間距離をｔ１２，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（５）を満たすようにしてもよい。
（ｔ１２／ｆ）＜０．３ ・・・（５）

仮にｔ１２／ｆが上限の０．３を上回る場合，すなわちＬ１−Ｌ２の面間距離ｔ１２が焦点距離ｆに比べて大きすぎる場合，Ｌ１の径が肥大化してしまいレンズのコンパクト化を妨げる。

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，式（５）を満たすことにより，レンズをコンパクト化できる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第２レンズの物体側の曲率をＲ２１，第２レンズの像側の曲率をＲ２２と定義したときに，以下の式（６）を満たすようにしてもよい。
１．２＜｜Ｒ２１／Ｒ２２｜＜３．２ ・・・（６）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，レンズ素子の製造性と良好な結像性能を確保することができる。

仮に第２レンズＬ２の曲率半径が下限を下回る値をとる場合，第２レンズＬ２の負のパワーが弱くなりすぎる。バックフォーカスや撮影範囲を確保するためには第１レンズＬ１の負のパワーを強くする必要があり，結果として非点収差や軸外下光線の倍率色収差が大きく発生しやすくなる。

第２レンズＬ２の曲率半径が上限を上回る値をとる場合，すなわち第２レンズの物体側の曲率Ｒ２１が第２レンズの像側の曲率Ｒ２２にくらべてゆるくなりすぎる。

この場合、軸近傍画角の高い角度分解能と撮影範囲の確保を両立するためにはち、第２レンズの物体側面の局所曲率が、光軸からの高さの変化に対して急峻に変化する形状をとる必要や、有効径の増大や中心厚の増大の必要があるため、非点収差、像面湾曲、コマ収差の悪化やレンズの偏芯に対する性能感度の悪化、レンズ体積の増加によるコストアップを引き起こす。

これらの状況を回避するには式（６）を満たすようにＬ２を構成することが望ましい。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第２レンズＬ２の中心光軸での厚さをｔ２，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（７）を満たすようにしてもよい。
（ｔ２／ｆ）＞０．２ ・・・（７）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，撮影画角を確保しながら軸外収差の補正を良好に行うことができる。

仮にｔ２／ｆが下限を下回る，すなわち第２レンズＬ２の中心厚ｔ２が薄すぎる場合，撮影画角を確保するために第２レンズＬ２の物体側面の局所曲率が、光軸からの高さの変化に対して急峻に変化する形状をとる必要が出てくる。この結果結果，非点収差や，軸外下光線における倍率色収差，サジタルコマフレアを発生させてしまう。またガラスモールドレンズにて構成する場合，急峻に変化する形状をとると製造性が悪くなる。

従って式（７）を満たすことが望ましい。そして，式（７）を満たすことにより，良好な結像性能とレンズ素子の製造性を確保することができる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第２レンズＬ２のｄ線基準のアッベ数をν２と定義したときに，以下の式（８）を満たすようにしてもよい。
ν２＞３０．０ ・・・（８）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，第２レンズＬ２の材料としてアッベ数が３０．０以上の材料を用いることで軸上近傍画角から軸外にわたって倍率色収差の発生を抑制することができる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第３レンズのｄ線に対する屈折率をｎ３と定義したときに，以下の式（９）を満たすようにしてもよい。
ｎ３＞１．７ ・・・（９）

レトロフォーカス構成の後群でもっとも物体側に位置する正パワーをもつ第３レンズＬ３は，軸上画角のマージナル光線が比較的高い位置を通ることになる。

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，第３レンズＬ３のレンズに式（９）を満たす高屈折率硝材を使用することにより，大口径でも球面収差の発生を良好に抑制し，製造誤差（偏芯）に強いレンズとすることができる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（１０）を満たすようにしてもよい。
０．９＜ｆ３／ｆ＜１．５ ・・・（１０）

式（１０）は，後群の正パワーを第３レンズＬ３とその他のレンズで適切に分散することで，球面収差を良好に抑制しながらガラス製レンズと樹脂製レンズが混合したハイブリッド構成でもバックフォーカスの温度変化を抑制するための条件式である。

仮にｆ３／ｆが下限を下回る，すなわち第３レンズの焦点距離ｆ３の焦点距離が短すぎる場合，第３レンズＬ３で発生する球面収差量や前群の負パワーが大きくなりすぎ，色収差補正が困難になり良好な結像性能を確保できない。

また，仮にｆ３／ｆが上限を上回る，すなわち第３レンズの焦点距離ｆ３が長すぎる場合，後群の正レンズに正パワーを適切に分担できなくなるため球面収差の発生や色収差補正が困難になる。

また，例えば，第４レンズＬ４，第５レンズＬ５，第６レンズＬ６をプラスチックにした低コストなハイブリッド構成とした場合，屈折率の温度変化率ｄｎ／ｄｔが大きなプラスチックレンズが担うパワーが大きくなりすぎ，バックフォーカスの温度変化が大きくなりやすい。

そこで，実施の形態１の撮像レンズ系によれば，第３レンズの焦点距離ｆ３を式（１０）の上限におさめることで屈折率の温度変化率ｄｎ／ｄｔの小さなガラスレンズの後群の正パワーの負担割合を大きくすることができ，バックフォーカスの温度変化を抑制できる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，第４レンズＬ４のｄ線基準のアッベ数をν４，第５レンズＬ５のｄ線基準のアッベ数をν５と定義したときに，以下の式（１１）を満たすようにしてもよい。
ν４−ν５＞１５ ・・・（１１）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，正のパワーを有する第４レンズＬ４と負のパワーを有する第５レンズＬ５に条件式のアッベ数差をつけることで良好な色収差補正を達成できる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，物体距離が無限大時の第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さをＴＴＬ，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（１２）を満たすようにしてもよい。
ＴＴＬ／ｆ＜４．５ ・・・（１２）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，式（１２）を満たすように構成すると焦点距離の割に全長が小さくなる。

上記実施の形態１の撮像レンズ系は，像面に結像できる範囲（撮影可能な最大範囲）を表すイメージサークルの有効径をＩＨ，レンズ系全体の焦点距離をｆ，画角をＦｏＶと定義したときに，以下の式（１３）を満たすようにしてもよい。
０．０８＜（ＩＨ／ｆ×ｔａｎ（ＦｏＶ））^２＜０．４５ ・・・（１３）

実施の形態１の撮像レンズ系によれば，撮影画角を広く確保しながら画像の周辺の解像度の低下を抑制し，センシング等の際に画像の周辺に写り込んだ被写体を認識することができる。

仮に式（１３）の数値が上限値以上になると，歪曲量が不足し，広画角化を実現することが困難になる。また，式（１３）の数値が下限値以下になると，歪曲量が大きくなりすぎて，画像の周辺が圧縮されてしまう。すなわち，画像の周辺の解像度が低下する。そのため，センシング等の際に画像の周辺に写り込んだ被写体を認識することが困難になるため，好ましくない。

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１は，実施例１の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図１において，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，第３レンズＬ３，開口絞り（ＳＴＯＰ），第４レンズＬ４，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球面のレンズである。第１レンズＬ１の物体側レンズ面Ｓ１は，物体側に凹面を向けている。第１レンズＬ１の像側レンズ面Ｓ２は像側に凸面を向けている。

第２レンズＬ２は，負のパワーを有する非球面のレンズである。第２レンズＬ２の物体側レンズ面Ｓ３は，物体側に凸面を向けている。また，第２レンズＬ２の像側レンズ面Ｓ４は，像側に凹形状の曲面部分を有している。

第３レンズＬ３は，正のパワーを有する球面のレンズである。第３レンズＬ３の物体側レンズ面Ｓ５は，物体側に凸面を向けている。また，第３レンズＬ３の像側レンズ面Ｓ６は，像面側に凸面を向けている。

絞りＳＴＯＰは，レンズ系のＦ値（Ｆｎｏ）を決める絞りである。絞りＳＴＯＰは，第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置される。

第４レンズＬ４は，正のパワーを有する非球面の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Ｓ９は，物体側に凸面を向けている。また，第４レンズＬ４の像側レンズ面Ｓ１０は，像面側に凸面を向けている。

第５レンズＬ５は，負のパワーを有する非球面のレンズである。第５レンズＬ５の物体側レンズ面Ｓ１１は，凹形状の曲面部分を有している。また，第５レンズＬ５の像側レンズ面Ｓ１２は，像面側に凸面を向けている。

第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は，接合レンズを形成している。すなわち，第４レンズＬ４の像側レンズ面Ｓ１０と第５レンズＬ５の物体側レンズ面Ｓ１１で接している。例えば，第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は，軸上厚み０．０２ｍｍの接着層で接合するのが好適である。

第６レンズＬ６は，負のパワーを有する非球面のレンズである。第６レンズＬ６の物体側レンズ面Ｓ１３は，凹形状の曲面部分を有している。また，第６レンズＬ６の像側レンズ面Ｓ１４は，凹形状の曲面部分を有している。

ＩＲカットフィルタ１２は，赤外領域の光をカットするためのフィルタである。ＩＲカットフィルタ１２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，ＩＲカットフィルタ１２は，撮像レンズ系１１の必須の構成要素ではない。

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，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。また，表１において，例えば「−６．５２２５２８Ｅ−０３」は，「−６．５２２５２８×１０^−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。

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。

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。

図２は，実施例１の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図２において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図３は，実施例１の撮像レンズ系における縦収差図である。図３において，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３は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図４は，実施例１の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図４において，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４において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図４は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図５は，実施例１の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図６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。

図３に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，４２度である。また，図４〜５に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表３に，実施例１の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表３において，第１レンズＬ１の焦点距離をｆ_１，第２レンズＬ２の焦点距離をｆ_２，第３レンズＬ３の焦点距離をｆ_３，第４レンズＬ４の焦点距離をｆ_４，第５レンズＬ５の焦点距離をｆ_５，第６レンズＬ６の焦点距離をｆ_６，撮像レンズ系１１におけるレンズ系全体の焦点距離をｆ，第３レンズの屈折率の温度変化率の絶対値を｜ｄｎ３／ｄｔ｜，第１レンズＬ１の焦点距離をレンズ系全体の焦点距離で除算した値の絶対値を｜ｆ１／ｆ｜，第１レンズの物体側の曲率と第１レンズの像側の曲率の和の絶対値を，第１レンズの物体側の曲率から第１レンズの像側の曲率で減算した値の絶対値で除算した値を｜Ｒ１１＋Ｒ１２｜／｜Ｒ１１−Ｒ１２｜，第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の面間距離の絶対値をレンズ系全体の焦点距離で除算した値の絶対値を｜ｔ１２｜／ｆ，第２レンズの物体側の曲率を第２レンズの像側の曲率で除算した値の絶対値を｜Ｒ２１／Ｒ２２｜，第２レンズＬ２の中心光軸での厚さをレンズ系全体の焦点距離で除算した値をｔ２／ｆ，第２レンズＬ２のアッベ数をν２，第３レンズの屈折率をｎ３，第３レンズＬ３の焦点距離をレンズ系全体の焦点距離で除算した値をｆ３／ｆ，第４レンズＬ４のアッベ数を第５レンズＬ５のアッベ数で減算した値をν４−ν５，物体距離が無限大時の第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さを，レンズ系全体の焦点距離で除算した値をＴＴＬ／ｆ，像面に結像できる範囲（撮影可能な最大範囲）を表すイメージサークルの有効径ＩＨを，レンズ系全体の焦点距離ｆに画角ＦｏＶの正接（タンジェント）を乗算した値とで除算した値を（ＩＨ／（ｆ＊ｔａｎ（ＦｏＶ）））^２としたときの各特性値を示している。表３において，焦点距離及び中心厚みの単位はいずれもｍｍである。また，表３の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施例２）
図６は，実施例２の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図６において，撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，負のパワーを有する第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，正のパワーを有する第５レンズＬ５，負のパワーを有する第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。また，撮像レンズ系１１は，ＩＲカットフィルタ１２を備えてもよい。また，各レンズの形状及び材質は実施例１と同様である。

表４に，実施例２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４では，レンズデータとして，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。

表５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５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。

図７は，実施例２の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図７において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図８は，実施例２の撮像レンズ系における縦収差図である。図８において，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８は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図９は，実施例２の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図９において，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９において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図９は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図１０は，実施例２の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図１０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。

図８に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，５５度である。また，図８〜１０に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表６に，実施例２の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表６の各項目は，表３と同様の各特性値を示している。また，表６の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施例３）
図１１は，実施例３の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図１１において，撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，負のパワーを有する第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，負のパワーを有する第５レンズＬ５，負のパワーを有する第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。また，撮像レンズ系１１は，ＩＲカットフィルタ１２を備えてもよい。また，各レンズの形状及び材質は実施例１と同様である。

表７に，実施例３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７では，レンズデータとして，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。

表８に，実施例３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８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。

図１２は，実施例３の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図１２において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図１３は，実施例３の撮像レンズ系における縦収差図である。図１３において，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１３は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図１４は，実施例３の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図１４において，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１４において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図１４は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図１５は，実施例３の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図１５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。

図１３に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，４６度である。また，図１３〜１５に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表９に，実施例３の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表９の各項目は，表３と同様の各特性値を示している。また，表９の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施例４）
図１６は，実施例４の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図１６において，撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，負のパワーを有する第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，負のパワーを有する第５レンズＬ５，負のパワーを有する第６レンズＬ６からなる。からなる。撮像レンズ系１１の結像面はＩＭＧで示されている。また，撮像レンズ系１１は，ＩＲカットフィルタ１２を備えてもよい。また，各レンズの形状及び材質は実施例１と同様である。

表１０に，実施例４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１０では，レンズデータとして，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。

表１１に，実施例４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１１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。

図１７は，実施例４の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図１７において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図１８は，実施例４の撮像レンズ系における縦収差図である。図１８において，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１８は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図１９は，実施例４の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図１９において，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１９において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図１９は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図２０は，実施例４の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図２０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。

図１８に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，４８度である。また，図１８〜２０に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表１２に，実施例４の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表１２の各項目は，表３と同様の各特性値を示している。また，表１２の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施例５）
図２１は，実施例５の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図２１において，撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，負のパワーを有する第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，負のパワーを有する第５レンズＬ５，正のパワーを有する第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。また，撮像レンズ系１１は，ＩＲカットフィルタ１２を備えてもよい。また，各レンズの形状及び材質は実施例１と同様である。

表１３に，実施例５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１３では，レンズデータとして，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。

表１４に，実施例５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１４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。

図２２は，実施例５の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図２２において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図２３は，実施例５の撮像レンズ系における縦収差図である。図２３において，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２３は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図２４は，実施例５の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図２４において，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２４において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図２４は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図２５は，実施例５の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図２５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。

図２３に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，４２度である。また，図２３〜２５に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表１５に，実施例５の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表１５の各項目は，表３と同様の各特性値を示している。また，表１５の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施例６）
図２６は，実施例６の撮像レンズ系の構成を示す断面図である。図２６において，撮像レンズ系１１は，物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズＬ１，負のパワーを有する第２レンズＬ２，正のパワーを有する第３レンズＬ３，正のパワーを有する第４レンズＬ４，正のパワーを有する第５レンズＬ５，負のパワーを有する第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。また，撮像レンズ系１１は，ＩＲカットフィルタ１２を備えてもよい。また，各レンズの形状及び材質は実施例１と同様である。

表１６に，実施例６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１６では，レンズデータとして，各面の曲率半径(mm)，中心光軸における面間隔(mm)，ｄ線に対する屈折率Ｎｄ及びｄ線に対するアッベ数Ｖｄを提示している。「＊印」がついた面は，非球面であることを示している。

表１７に，実施例６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１７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。

図２７は，実施例６の撮像レンズ系の第２レンズ物体側面の局所的な曲率と光軸からのレンズ面の高さの関係を示すグラフである。図２７において，Ｃ（ｈ）は第２レンズ物体側面の局所的な曲率を示す，また，ｈは光軸からのレンズ面の高さを示す。

次に，収差について図面を用いて説明する。図２８は，実施例６の撮像レンズ系における縦収差図である。図２８において，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２８は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図２９は，実施例６の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図２９において，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２９において，Ｓａｇはサジタル面における非点収差を示し，Ｔａｎはタンジェンシャル面における非点収差を示す。また，図２９は，波長５４６ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している

図３０は，実施例６の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図３０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。

図２８に示すように，実施例１の撮像レンズ系１１では，Ｆナンバが２．０である。また，半画角は，４６度である。また，図２８〜３０に示すように，良好に収差補正されていることがわかる。

次に，レンズの特性値について説明する。表１８に，実施例６の撮像レンズ系１１の特性値を計算した結果を示す。表１８の各項目は，表３と同様の各特性値を示している。また，表１８の各種の焦点距離は，５４６ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

（実施の形態２：撮像装置への適用例）
図４７は，撮像装置２１は，撮像レンズ系１１と，撮像素子２２と，を備える。撮像レンズ系１１と，撮像素子２２と，は筐体（不図示）に収容されている。撮像レンズ系１１は，上述の実施の形態１に記載された撮像レンズ系１１である。

撮像素子２２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２２は，撮像レンズ系１１の結像位置に配置されている。

このように，実施の形態２の撮像装置によれば，コンパクト（短い全長)でありながら高い結像性能、従来よりも更に高い軸上画角付近の角度分解能と広い撮像範囲を兼ね備え、車載用途等に求められる耐環境性と低コストを実現できる。

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，実施例２は，実施例１〜６に適用してもよい。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。

１１ 撮像レンズ系
１２ ＩＲカットフィルタ
２１ 撮像装置
２２ 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
ＩＭＧ 結像面

Claims (14)

1. 物体側から像側に向かって順に，負のパワーを有する第１レンズ，物体側に凸面，像側に凹面を有し，負のパワーを有する非球面の第２レンズ，正のパワーを有する第３レンズ，正のパワーを有する第４レンズ，物体側に凹面を有する第５レンズ，第６レンズからなる撮像レンズ系であって，絞りが第２レンズから第５レンズの間に配置され，局所的な曲率Ｃ（ｈ）は，以下の式（１）で定義したとき，前記第２レンズの物体側面は中心の曲率に対し，周辺の局所的な曲率が小さい値をとる非球面形状である撮像レンズ系。
   

   

   ここで，ｈは光軸からのレンズ面の高さ，zは高さｈにおける面頂点から光軸平行方向への変位量，すなわちサグ量である。
2. 第３レンズの屈折率の温度変化率の絶対値をｄｎ３／ｄｔと定義したときに，以下の式（２）を満たす請求項１に記載の撮像レンズ系。
   ｜ｄｎ３／ｄｔ｜≦１０［１０^−６／Ｋ］ ・・・（２）
3. 第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（３）を満たす請求項１または２に記載の撮像レンズ系。
   １＜｜ｆ１／ｆ｜＜１０ ・・・（３）
4. 第１レンズの物体側の曲率をＲ１１，第１レンズの像側の曲率をＲ１２と定義したときに，以下の式（４）を満たす請求項１から３のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   ｜Ｒ１１＋Ｒ１２｜／｜（Ｒ１１−Ｒ１２）｜＜５ ・・・（４）
5. 第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の面間距離をｔ１２，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（５）を満たす請求項１から４のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   （ｔ１２／ｆ）＜０．３ ・・・（５）
6. 第２レンズの物体側の曲率をＲ２１，第２レンズの像側の曲率をＲ２２と定義したときに，以下の式（６）を満たす請求項１から５のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   １．２＜｜Ｒ２１／Ｒ２２｜＜３．２ ・・・（６）
7. 第２レンズＬ２の中心光軸での厚さをｔ２，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（７）を満たす請求項１から６のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   （ｔ２／ｆ）＞０．２ ・・・（７）
8. 第２レンズＬ２のアッベ数をν２と定義したときに，以下の式（８）を満たす請求項１から７のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   ν２＞３０．０ ・・・（８）
9. 第３レンズの屈折率をｎ３と定義したときに，以下の式（９）を満たす請求項１から８のいずれかに記載の撮像レンズ系。
   ｎ３＞１．７ ・・・（９）
10. 第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（１０）を満たす請求項１から９のいずれかに記載の撮像レンズ系。
    ０．９＜ｆ３／ｆ＜１．５ ・・・（１０）
11. 第４レンズＬ４のアッベ数をν４，第５レンズＬ５のアッベ数をν５と定義したときに，以下の式（１１）を満たす請求項１から１０のいずれかに記載の撮像レンズ系。
    ν４−ν５＞１５ ・・・（１１）
12. 物体距離が無限大時の第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さをＴＴＬ，レンズ系全体の焦点距離をｆと定義したときに，以下の式（１２）を満たす請求項１から１１のいずれかに記載の撮像レンズ系。
    ＴＴＬ／ｆ＜４．５ ・・・（１２）
13. 像面に結像できる範囲（撮影可能な最大範囲）を表すイメージサークルの有効径をＩＨ，レンズ系全体の焦点距離をｆ，画角をＦｏＶと定義したときに，以下の式（１３）を満たす請求項１から１２のいずれかに記載の撮像レンズ系。
    ０．０８＜（ＩＨ／（ｆ×ｔａｎ（ＦｏＶ）））^２＜０．４５ ・・・（１３）
14. 請求項１から１３のいずれか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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