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公開番号2025099639
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216444
出願日2023-12-22
発明の名称撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体
出願人マクセル株式会社
代理人個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】夜間における車内の監視に十分な明るさ及び画角を有し、センサ入射角度が小さく、環境の温度変化による影響が軽減された撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供する。
【解決手段】撮像レンズ系11は、前群Gf、開口絞りSTOP、後群Grの実質的に5枚のレンズから構成され、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズL1、開口絞りSTOP、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第2レンズL2、パワーを有する第3レンズL3、パワーを有する第4レンズL4、パワーを有する第5レンズL5、からなり、第1レンズL1の焦点距離をf1、光学系全体の焦点距離をf、第3レンズL3と第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離をf345と定義したときに、条件式(1)、(2)を満足する。
-1.5<f1/f<-0.8 ・・・(1)
f345/f>2 ・・・(2)
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から像側に向かって順に、前群と、開口絞りと、後群の実質的に５枚のレンズから構成され、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第１レンズ、前記開口絞り、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ、パワーを有する第３レンズ、パワーを有する第４レンズ、パワーを有する第５レンズ、からなり、
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、光学系全体の焦点距離をｆ、前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５と定義したときに、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする、
撮像レンズ系。
－１．５＜ｆ１／ｆ＜－０．８・・・（１）
ｆ３４５／ｆ＞２・・・（２）
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記第２レンズの焦点距離をｆ２と定義したときに、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする、
請求項１に記載の撮像レンズ系。
１．０＜ｆ２／ｆ＜１．７・・・（３）
【請求項３】
前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２と定義したときに、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ系。
ｆ１２／ｆ＜２・・・（４）
【請求項４】
前記第３レンズの焦点距離をｆ３と定義したときに、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ系。
－１０＜ｆ３／ｆ＜－３・・・（５）
【請求項５】
前記第４レンズの焦点距離をｆ４と定義したときに、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ系。
２＜ｆ４／ｆ＜１０・・・（６）
【請求項６】
前記第５レンズの焦点距離をｆ５と定義したときに、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ系。
３＜ｆ５／ｆ＜１５・・・（７）
【請求項７】
前記第１レンズ及び前記第２レンズはガラスレンズであり、前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズはプラスチックレンズである、請求項１に記載の撮像レンズ系。
【請求項８】
前記撮像レンズ系において、前記第１レンズは、最も大きい負のパワーを有する、請求項１に記載の撮像レンズ系。
【請求項９】
前記撮像レンズ系において、前記第２レンズは、最も大きい正のパワーを有する、請求項１に記載の撮像レンズ系。
【請求項１０】
前記第２レンズは非球面レンズである、請求項１に記載の撮像レンズ系。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体に関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、撮影用のカメラ装置、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、広範な種類の撮像装置に搭載される撮像レンズ系として、５枚のレンズからなり、Ｆ値が１．９、全画角１１８°の撮像光学系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０６０５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の撮像レンズ系では、Ｆ値が１．９であるため、夜間における車内の監視、夜間や悪天候時におけるセンシングには、明るさが不十分である。また、特許文献１に記載の撮像レンズ系では、全画角が１１８°であるため、車内の運転手、助手席搭乗者、後部座席搭乗者の監視には、画角が狭い。また、イメージセンサへの主光線の入射角度（以下、「センサ入射角度」と称する）は、Ｆ値の小さい明るい光学系では大きくなる。センサ入射角度が大きいと、イメージセンサの周辺部において、入射光が配線層等に入射してしまい、イメージセンサの受光面（結像面）に届かなくなり、イメージセンサの受光する光量が低下してしまう。しかし、特許文献１には、センサ入射角度について言及されていない。
【０００５】
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、夜間における車内の監視に十分な明るさ及び画角を有し、センサ入射角度が小さく、環境の温度変化による影響が軽減された撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前群と、開口絞りと、後群の実質的に５枚のレンズから構成され、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第１レンズ、前記開口絞り、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ、パワーを有する第３レンズ、パワーを有する第４レンズ、パワーを有する第５レンズ、からなり、
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、光学系全体の焦点距離をｆ、前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５と定義したときに、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
－１．５＜ｆ１／ｆ＜－０．８・・・（１）
ｆ３４５／ｆ＞２・・・（２）
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、夜間における車内の監視に十分な明るさ及び画角を有し、センサ入射角度が小さく、環境の温度変化による影響が軽減された撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
センサ入射角度ＣＲＡと集光角Θを説明する断面図である。
実施例１に係るカメラモジュール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）、像面湾曲図、歪曲収差図である。
実施例２に係るカメラモジュール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）、像面湾曲図、歪曲収差図である。
実施例３に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。
実施例３の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図である。
実施例４に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。
実施例４の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図である。
実施例５に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。
実施例５の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図である。
本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを備える車載システムが搭載される車両の概略図である。
図１２の車載システムを構成する撮像装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、本実施形態は、特にセンシングシステムにおいて信頼性の高いシステムを実現でき、強靭なインフラの開発に貢献するものであり、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」の、「９．１すべての人々に安価で公平なアクセスに重点を置いた経済発展と人間の福祉を支援するために、地域・越境インフラを含む質の高い、信頼でき、持続可能かつ強靱（レジリエント）なインフラを開発する。」をターゲットとするものである。
（実施の形態１：撮像レンズ系）
実施の形態１に係る撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、前群と、開口絞りと、後群の実質的に５枚のレンズから構成され、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第１レンズ、前記開口絞り、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ、パワーを有する第３レンズ、パワーを有する第４レンズ、パワーを有する第５レンズ、からなり、
第１レンズの焦点距離をｆ１、光学系全体の焦点距離をｆ、第３レンズと第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５と定義したときに、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
－１．５＜ｆ１／ｆ＜－０．８・・・（１）
ｆ３４５／ｆ＞２・・・（２）
【００１０】
これにより、夜間における車内の監視に十分な明るさ及び画角を有し、センサ入射角度が小さく、環境の温度変化による影響が軽減された撮像レンズ系を提供することができる。
具体的には、撮像レンズ系の画角を広くすると、撮像レンズ系に入射する光の径が太くなり、レンズの光線有効半径が大きくなり、特にレンズの光線有効半径内の周辺部における収差補正が必要となる。ここで、「光線有効半径」とは、光軸からレンズ面を通過する最大周辺光線までの距離である。同様に、Ｆ値（Ｆナンバ、Ｆｎｏ）を小さくすると、レンズの光線有効半径が大きくなり、特にレンズの光線有効半径内の周辺部における収差補正が必要となる。上記の条件式（１）を満足することにより、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を補正することができ、高解像度で、十分な明るさ及び画角を有する撮像レンズ系を実現することができる。より具体的には、ｆ１／ｆの値が－０．８以上の場合、第１レンズのパワーが強すぎ、第１レンズの光線有効半径内の周辺部における像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を過剰に補正してしまう。一方、ｆ１／ｆの値が－１．５以下の場合、第１レンズのパワーが弱すぎ、第１レンズの光線有効半径内の周辺部における像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を十分に補正することができない。ｆ１／ｆの上限値は、より好ましくは－０．９、－１．０、さらに好ましくは－１．１である。ｆ１／ｆの下限値は、より好ましくは－１．４、さらに好ましくは－１．３である。
また、上記の条件式（２）を満足することにより、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズの、環境の温度変化によるフォーカスシフト量を抑えることができ、環境の温度変化による影響を軽減することができる。より具体的には、ｆ３４５／ｆの値が２以下の場合、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズのパワーが強すぎ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズの、環境の温度変化によるフォーカスシフト量を十分に抑制することができず、高解像度で、十分な明るさ及び画角を有する撮像レンズ系の実現が難しくなる。ｆ３４５／ｆの下限値は、より好ましくは３．０、３．１、３．２、さらに好ましくは３．５である。
また、開口絞りを第１レンズと第２レンズとの間に配置することにより、センサ入射角度を小さくすることができ、イメージセンサの周辺部における光量の低下を防ぐことができる。ここで、図１を参照しながら、センサ入射角度と集光角について説明する。図１に示すように、センサ入射角度とは、イメージセンサへ入射する光の主光線ＣＲとイメージセンサの受光面（結像面）ＲＳの垂線とのなす角度ＣＲＡであり、イメージセンサの中央（光軸との交点Ｐ）から周辺部へ向かうにつれて大きくなる。また、集光角とは、イメージセンサと光軸との交点Ｐに集光する光の下光線ＬＲ（又は上光線ＵＲ）と主光線ＣＲとのなす角Θである。開口数をＮＡ、光が伝播する媒質の屈折率をｎ、集光角をΘと定義した場合、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎΘが成り立ち、Ｆ値＝１／（２×ＮＡ）であるため、Ｆ値＝１／（２ｎ×ｓｉｎΘ）となる。そのため、Ｆ値が小さくなると、集光角Θが大きくなる。集光角Θが大きく、さらに、センサ入射角度ＣＲＡが大きくなると、周辺部においては、イメージセンサへ入射する光がイメージセンサの配線層等に入射してしまい、イメージセンサの受光面ＲＳに届かなくなり、イメージセンサの受光する光量が低下してしまう。換言すれば、イメージセンサの周辺部に向かうにつれてセンサ入射角度ＣＲＡが大きくなり、イメージセンサの受光する光量が低下してしまう。しかし、実施の形態１に係る撮像レンズ系では、開口絞りを第１レンズと第２レンズとの間に配置することにより、センサ入射角度を小さくすることができ、イメージセンサの周辺部における光量の低下を防ぐことができる。
よって、撮像レンズ系が条件式（１）、（２）を満足するとともに、開口絞りが第１レンズと第２レンズとの間に配置されることにより、夜間における車内の監視に十分な明るさ及び画角を有し、センサ入射角度が小さく、環境の温度変化による影響が軽減された撮像レンズ系を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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