JP2023135278A - 撮像レンズおよびそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる撮像レンズおよび測距センサを提供する。【解決手段】 撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第４レンズが配置されたレンズ系により構成される。第１レンズは、負の屈折力を有し、その物体側のレンズ面が凸面である。第２レンズは、正の屈折力を有し、その物体側のレンズ面および撮像面側のレンズ面の双方が凸面である。第３レンズは、正の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面が凸面である。第４レンズは、負の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面が凹面である。レンズ系は、以下の条件を満足する。ｆ１／ｆ＜－４ ・・・（１）０．８＜ｆ２／ｆ ・・・（２）ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。【選択図】 図１

Description

本開示は、撮像レンズおよびそれを備えた撮像装置に関する。

近年、スマーフォン等の携帯通信端末に搭載される撮像装置の高性能化に代表されるように、広く電子機器に搭載される撮像装置には、より小型でより解像度の高い撮像レンズが望まれている。例えば下記特許文献１には、４枚構成の撮像レンズについての小型化および高解像度化のための提案が開示されている。

また、最近では、ＴｏＦ（Time Of Flight）センサ等の測距センサを搭載する電子機器が増えてきている。このような測距センサは、光源から光を照射してから被写体で反射した反射光が受光素子で受光されるまでの時間から当該被写体までの距離を計測する。このような測距センサも撮像装置の一種であり、反射光を、撮像レンズを通して受光素子に受光させている。測距センサに用いられる撮像レンズにおいてもより小型でより解像度の高い撮像レンズが望まれている。下記特許文献２には、近赤外光を結像させる撮像レンズについて安定した解像性能を発揮するための提案が開示されている。

特許第６３２４８２４号公報 特許第６７１８１４７号公報

撮像レンズにおいては、無理な設計を行うと、レンズの性能設計値に対して実際に生産されるレンズの性能の値のばらつきが大きくなり複数のレンズを組み合わせたレンズ系全体の性能を十分に発揮できなくなる。この点について上記特許文献１，２には言及がなく、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる撮像レンズを実現することについては改善の余地がある。

そこで本開示は、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつき小さくすることができる撮像レンズおよびそれを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

本開示の一形態に係る撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズおよび第４レンズが配置されたレンズ系により構成され、前記第１レンズは、負の屈折力を有し、その物体側のレンズ面が凸面であり、前記第２レンズは、正の屈折力を有し、その物体側および撮像面側の双方のレンズ面が凸面であり、前記第３レンズは、正の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面が凸面であり、前記第４レンズは、負の屈折力を有し、撮像面側のレンズ面が凹面であり、前記レンズ系は、以下の条件を満足するものである。

ｆ１／ｆ＜－４ ・・・（１）
０．８＜ｆ２／ｆ ・・・（２）
ただし、ｆは前記レンズ系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆ２は前記第２レンズの焦点距離である。

本開示の他の態様に係る撮像装置は、上記構成の撮像レンズを備えている。

本開示によれば、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる撮像レンズおよびそれを備えた測距センサを提供できる。

図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像レンズが適用される測距センサの概略構成を示す図である。 図２は、本開示の実施例１における撮像レンズの構成図である。 図３は、図２に示す撮像レンズの収差図である。 図４は、図２に示す撮像レンズの像高に対する相対光量を示すグラフである。 図５は、本開示の実施例２における撮像レンズの構成図である。 図６は、図５に示す撮像レンズの収差図である。 図７は、図５に示す撮像レンズの像高に対する相対光量を示すグラフである。 図８は、本開示の実施例３における撮像レンズの構成図である。 図９は、図８に示す撮像レンズの収差図である。 図１０は、図８に示す撮像レンズの像高に対する相対光量を示すグラフである。 図１１は、本開示の実施例４における撮像レンズの構成図である。 図１２は、図１１に示す撮像レンズの収差図である。 図１３は、図１１に示す撮像レンズの像高に対する相対光量を示すグラフである。 図１４は、本開示の実施例５における撮像レンズの構成図である。 図１５は、図１４に示す撮像レンズの収差図である。 図１６は、図１４に示す撮像レンズの像高に対する相対光量を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら一実施の形態について説明する。なお、全ての図を通じて、同一のまたは対応する要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。以下では、本開示の撮像レンズが適用される撮像装置が測距センサを構成する態様を例示する。

［撮像レンズが適用される測距センサの例示］
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像レンズが適用される測距センサの概略構成を示す図である。図１に示すように、測距センサ１０は、光源２０と、受光器３０と、制御器４０とを備えている。光源２０は、例えば近赤外光を照射するレーザダイオードまたは発光ダイオードである。光源２０が照射する波長は、例えば下限値が７００ｎｍ、好ましくは８００ｎｍであり、上限値が１１００ｎｍ、好ましくは１０００ｎｍである範囲内に設定される。光源２０は、駆動部（ドライバ）２１を介して制御器４０に接続される。駆動部２１は、制御器４０からの駆動信号に応じて光源２０を発光させる。

受光器３０は、後述するレンズ系２により構成される撮像レンズ１と、撮像レンズ１の撮像面ＩＡに配設される複数の受光素子を含む撮像素子３と、を備えている。なお、図１に示す撮像レンズ１は、図２にとともに後述する実施例１の撮像レンズ１Ａと同じものである。撮像素子３を構成する複数の受光素子は、例えばフォトダイオードを含む。例えば、撮像素子３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等である。

制御器４０は、演算部４１、入力部４２、出力部４３、信号送信部４４、信号受信部４５および記憶部４６を含む。これらの各構成は、バス４７を介して互いに信号伝送可能に構成される。制御器４０は、ＣＰＵ、メインメモリ（ＲＡＭ）、ストレージ、通信インターフェイス等を含むコンピュータとして構成される。したがって、上記各構成４１，４２…，４６は、処理回路とみなすことができる。

入力部４２は、外部からの制御信号を受け付ける。例えば、測距センサ１０がスマートフォン等の通信端末に搭載される場合、通信端末における上位のプロセッサからの測距開始信号を制御信号として受け付ける。信号送信部４４は、入力部４２が制御信号を受信した場合に、光源２０を点灯させるための駆動信号を出力する。受光器３０は、光源２０から照射された光が被写体で反射した反射光を受光（撮像）する。撮像素子３（受光素子）は、撮像レンズ１を通して受光した反射光を電気信号（撮像信号）に変換し、制御器４０に送信する。信号受信部４５は、受光器３０からの撮像信号を受信する。

演算部４１は、光源２０が照射する光が照射してから撮像素子３において受光されるまでの時間を計測し、その時間および光速から測距センサ１０と被写体との間の距離を算出し、測距データを生成する。演算部４１は、撮像素子３を構成する受光素子（画素）ごとに当該距離を算出することにより、測距データを画像データとして出力することができる。出力部４３は、演算部４１で算出された測距データを外部に出力する。例えば、上記のように測距センサ１０が通信端末に搭載される場合、通信端末における上位のプロセッサに測距データを出力する。

［撮像レンズの概要］
本実施の形態における撮像レンズ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４が配置されたレンズ系２により構成される。図１において、レンズ系２の各レンズ面は、物体側から順にＳ１，Ｓ２，…，Ｓ８と表されている。例えば、レンズ面Ｓ１は、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面を意味し、レンズ面Ｓ２は、第１レンズＬ１の撮像面側のレンズ面を意味する。

第１レンズＬ１は、負の屈折力を有し、その物体側のレンズ面Ｓ１が凸面である。第２レンズＬ２は、正の屈折力を有し、その物体側のレンズ面Ｓ３および撮像面側のレンズ面Ｓ４の双方が凸面である。第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面Ｓ６が凸面である。第４レンズＬ４は、負の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面Ｓ８が凹面である。

なお、図１に示す撮像レンズ１において、第１レンズＬ１の撮像面側のレンズ面Ｓ２は、凹面であり、第３レンズＬ３の物体側のレンズ面Ｓ５は、凹面であり、第４レンズＬ４の物体側のレンズ面Ｓ７は、凸面である。また、第４レンズＬ４と撮像面ＩＡ（撮像素子３）との間には、近赤外光を透過させるためのバンドパスフィルタ４が設けられている。なお、バンドパスフィルタ４はなくてもよい。また、バンドパスフィルタ４の位置に撮像素子３を保護するためのシールガラス等の光学部材が配置されてもよい。

本実施の形態において、レンズ系２は、以下の条件式（１）および（２）を満足する。
ｆ１／ｆ＜－４ ・・・（１）
０．８＜ｆ２／ｆ ・・・（２）
ただし、ｆはレンズ系２の焦点距離、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離である。

条件式（１）は、負の屈折力を有する第１レンズＬ１において、第１レンズＬ１の負の屈折力を規定する条件式である。負の値であるｆ１／ｆの値が大きくなるほど（絶対値が小さくなるほど）第１レンズＬ１における負の屈折力が強く、ｆ１／ｆの値が小さくなるほど（絶対値が大きくなるほど）第１レンズＬ１における負の屈折力が弱いことを意味する。

ｆ１／ｆの値が条件式（１）における上限値を上回ると第１レンズＬ１の負の屈折力が強くなり過ぎ、収差を抑えながらレンズ系２の全長を短縮することが難しくなる。一方、ｆ１／ｆの値を上限値未満として条件式（１）を満足することにより、第１レンズＬ１の屈折力が適切に規定され、レンズ系２の全長を短くすることができる。なお、条件式（１）の上限値は、－６とすることが好ましい。

条件式（２）は、正の屈折力を有する第２レンズＬ２において、第２レンズＬ２の正の屈折力を規定する条件式である。正の値であるｆ２／ｆの値が小さくなるほど第２レンズＬ２における正の屈折力が強く、ｆ２／ｆの値が大きくなるほど第２レンズＬ２における正の屈折力が弱いことを意味する。

本実施の形態におけるレンズ系２において第２レンズＬ２はレンズ系２全体の屈折力を決めるための主要なレンズである。ｆ２／ｆの値が条件式（２）における下限値を下回るほど第２レンズＬ２の屈折力が強くなると、軸上収差の発生が大きくなるとともに、偏芯誤差による性能劣化が大きくなる。そのため、第２レンズＬ２の性能設計値に対して実際に生産される第２レンズＬ２の性能の値のばらつきが大きくなり、レンズ系２全体の性能を十分に発揮できなくなる。

これに対して、条件式（２）の範囲を満足することにより、全長を短くし、解像度を高くすることができるとともに、軸上収差の発生を抑制し、偏芯誤差による性能劣化を小さくすることができる。この結果、生産ばらつきを小さくすることができるレンズ系２を実現することができる。なお、条件式（２）の下限値は、０．９とすることが好ましい。

さらに、条件式（２）において上限値を設定してもよい。この場合、条件式（２）の上限値は、例えば２とすることが好ましく、１．６とすることがより好ましい。ｆ２／ｆの値を上限値より小さくすることにより、第２レンズＬ２の屈折力を確保し、レンズ系２の全長短縮および大口径化に必要な正の屈折力を確保することが容易となる。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（３）を満足し得る。
ｆ／Ｅｐｄ＜１．８ ・・・（３）
ただし、Ｅｐｄは、入射瞳径である。

条件式（３）は、いわゆるＦナンバーを規定する条件式である。ｆ／Ｅｐｄの値を上限値未満として条件式（３）を満足することにより、小型で高精細化された撮像素子３に対しても、短い露光時間で必要な光量を確保することができる。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（４）を満足し得る。
Ｒ１／ｆ＜１．８ ・・・（４）
ただし、Ｒ１は第１レンズＬ１の物体側のレンズ面Ｓ１の曲率半径である。

条件式（４）は、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面Ｓ１の曲率半径と焦点距離との関係を規定する条件式である。Ｒ１／ｆの値を上限値未満として条件式（４）を満足することにより、第１レンズＬ１における軸上光線の発散を抑制し、レンズ系２の全長を短くすることができる。なお、条件式（４）の上限値は、１．６とすることが好ましい。

また、条件式（４）において下限値を設定してもよい。この場合、下限値は、０．５が好ましく、０．７がより好ましい。Ｒ１／ｆの値を下限値より大きくすることにより、第１レンズＬ１の物体側面における屈折力が弱くなるのを抑制し、レンズ系２の全長を短縮することができる。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（５）を満足し得る。
ｎｄ２＞１．５７ ・・・（５）
ただし、ｎｄ２は、第２レンズＬ２の屈折率である。

条件式（５）は、第２レンズＬ２の屈折率を規定する条件式である。上述したように、第２レンズＬ２は、レンズ系２全体の屈折力を決めるための主要なレンズである。したがって、第２レンズＬ２の屈折率ｎｄ２が条件式（５）における下限値を下回るとレンズ系２全体の屈折力を確保することができず、収差発生量が大きくなる。

これに対し、第２レンズＬ２の屈折率ｎｄ２を下限値より大きくして条件式（５）を満足することにより、第２レンズＬ２における屈折力を確保することができ、レンズ系２全体での収差発生量を抑制することができる。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（６）を満足し得る。
Ｄ２３／ｆ＜０．２ ・・・（６）
ただし、Ｄ２３は第１レンズＬ１の撮像面側のレンズ面Ｓ２と第２レンズＬ２の物体側のレンズ面Ｓ３との間の距離である。

条件式（６）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間のレンズ間隔を規定する条件式である。Ｄ２３／ｆの値が条件式（６）の上限値を上回ると第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が大きくなり、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３を通る軸外光線の高さが大きくなるため、レンズ系２の小型化が難しくなる。また、軸外収差の発生量も増えるため、収差補正が難しくなってしまう。

これに対し、Ｄ２３／ｆの値を上限値より小さくして条件式（６）を満足することにより、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の有効径を小さくすることができる。また。収差発生量も小さくすることができ、高解像度のレンズを実現できる。なお、条件式（６）の上限値は、０．１５とすることが好ましく、０．１２とすることがより好ましい。また、条件式（６）の下限値を設定してもよい。この場合、条件式（６）の下限値は、０．０１とすることが好ましく０．０３とすることがより好ましい。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（７）を満足し得る。
１＜ＴＴＬ／ｆ＜２ ・・・（７）
ただし、ＴＴＬはレンズ系２の全長である。より詳しくは、ＴＴＬは、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面Ｓ１から撮像面ＩＡまでの長さである。

条件式（７）は、レンズ系２の全長を規定する条件式である。ＴＴＬ／ｆの値が条件式（７）の上限値を上回るとレンズ系２の全長が長くなり、レンズ系２を小型化することができない。また、ＴＴＬ／ｆの値が条件式（７）の下限値を下回るとレンズ系２全体の収差発生量を抑制することができない。

一方、ＴＴＬ／ｆの値が条件式（７）の範囲を満足することにより、レンズ系２を小型化しつつレンズ系２全体の収差発生量を抑制することができる。なお、条件式（７）の上限値は、１．８とすることが好ましい。また、条件式（７）の下限値は、１．２とすることが好ましい。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（８）を満足し得る。
ｆ４／ｆ＜－２ ・・・（８）
ただし、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離である。

条件式（８）は、負の屈折力を有する第４レンズＬ４とレンズ系２の焦点距離の関係を規定している。ｆ４／ｆの値が条件式（８）における上限値を上回ると第４レンズＬ４の屈折力が強くなりすぎるために、収差補正が難しくなるとともに、偏芯誤差による性能劣化が大きくなる。また、第４レンズＬ４は撮像面ＩＡに近接し、撮像素子３（受光素子）で発生する熱の影響を受けやすい。特に、線膨張係数や屈折率の温度変化量がガラスに比べて大きいプラスチックレンズにおいては、温度変化に伴う屈折力変化が大きくなり、焦点位置変動、解像性能などの光学特性の劣化を招いてしまう。

これに対し、ｆ４／ｆの値を上限値より小さくして条件式（８）を満足することにより、第４レンズＬ４の屈折力を適切な範囲に設定することができるため、偏芯誤差による性能劣化を抑制しながら、温度変化に伴う光学特性の変動を抑えることができる。なお、条件式（８）の上限値は、－３とすることが好ましい。

本実施の形態において、レンズ系２は、さらに、以下の条件式（９）を満足し得る。
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）＞６ ・・・（９）
ただし、Ｒ１は、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面Ｓ１の曲率半径であり、Ｒ２は第１レンズＬ１の撮像面側のレンズ面Ｓ２の曲率半径である。

条件式（９）は、第１レンズＬ１の形状を規定する条件式である。（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）の値を条件式（９）の下限値より大きくすることにより、第１レンズＬ１の屈折力が大きくなり過ぎることを抑制し、第１レンズＬ１の各面で発生する収差量を小さくし易くすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる撮像レンズ１を提供することができる。しかも、Ｆナンバーの小さいレンズ系２とすることで画角が大きくても周辺光量を確保することができる撮像レンズ１とすることができる。

上記特許文献１では、Ｆナンバーが２．３程度であり、Ｆナンバーが小さい大口径のレンズとすることは困難である。また、上記特許文献２でも、Ｆナンバーは２．０～２．６であり、半画角も３０度前後と狭い。特に、撮像レンズ１を図１のような測距センサ１０に適用する場合、広い画角（例えば半画角３５度以上）かつ周辺光量を確保できるＦナンバーが小さいレンズが望まれる。

これに対して、本実施の形態によれば、Ｆナンバーを１．８未満としつつ半画角が３５度以上の広い画角を有するレンズ系２で構成された撮像レンズ１を提供することができる。しかも、このような撮像レンズ１においても、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる。

［実施例］
以下、本開示の撮像レンズ１の実施例を示す。各実施例に使用するパラメータは、以下の通りである。レンズデータ、およびレンズ系の諸元データの表において、角度の単位としては「度」を用い、長さの単位としては「ｍｍ」を用いる。また、焦点距離の計算波長は９４０ｎｍである。
ｆ：レンズ系２の焦点距離（ｍｍ）
Ｆｎｏ：Ｆナンバー（＝ｆ／Ｅｐｄ）
ω：半画角
ＩｍｇＨ：最大像高
ＴＴＬ：レンズ系２の光学全長（第１レンズＬ１の物体側のレンズ面Ｓ１から撮像面ＩＡまでの光軸上の距離）
ｉ：レンズ面番号（ｉ＝１，２，…，８）
Ｒｉ：ｉ番目のレンズ面における曲率半径（ｍｍ）
Ｄｉｋ：ｉ番目のレンズ面Ｓｉとｋ＝ｉ＋１番目のレンズ面Ｓｋと間の中心間隔
ｎｄ：レンズのｄ線に対する屈折率
ｖｄ：レンズのアッベ数
なお、レンズ面番号における（ＳＴＯ）の表記は、対応するレンズ面Ｓｉに絞り面ＳＴＯが位置することを示す。また、バンドパスフィルタ４の物体側のレンズ面の面番号を９とし、撮像面側のレンズ面の面番号を１０としている。ｉｎｆは当該面が平面であることを示す。

また、各実施例においてすべてのレンズ面Ｓｉが非球面形状を有する。ここで、非球面形状は、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をＸ、光軸からの高さをＨとして、Ｒを曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａｍを第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。
Ｘ＝（Ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）Ｈ^２／Ｒ^２｝^１／２］＋ΣＡｍ・Ｈ^ｍ ・・・（１０）

したがって、以下では、上記式（１０）におけるＡｍの値を示し、非球面形状を特定している。非球面データの表において、非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：自然数）は１０を底とする指数表現である。すなわち、「Ｅ±ｎ」は、「×１０^±ｎ」を意味している。

［実施例１］
図２は、本開示の実施例１における撮像レンズ１Ａの構成図である。また、図３は、図２に示す撮像レンズ１Ａの波長９４０ｎｍにおける収差図である。また、図４は、図２に示す撮像レンズ１Ａの像高に対する相対光量を示すグラフである。相対光量は、撮像面ＩＡにおける光軸位置の光量を１００％としたときの像高位置における光量の割合を示している。

実施例１の撮像レンズ１Ａは物体側から順に、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、開口絞りＳＴＯと、両凸形状の正の第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向け、撮像面側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の第４レンズＬ４から構成されている。

下記表１は、実施例１の撮像レンズ１Ａのレンズデータを示す。

また、実施例１における円錐定数Ｋおよび非球面係数Ａｍは、以下の表２、表３に示される。

また、実施例１における撮像レンズ１Ａの焦点距離ｆ、Ｆナンバー、半画角ω、最大像高ＩｍｇＨ、光学全長ＴＴＬは、以下の表４に示される。

［実施例２］
図５は、本開示の実施例２における撮像レンズ１Ｂの構成図である。また、図６は、図５に示す撮像レンズ１Ｂの収差図である。また、図７は、図５に示す撮像レンズ１Ｂの像高に対する相対光量を示すグラフである。相対光量は、撮像面ＩＡにおける光軸位置の光量を１００％としたときの像高位置における光量の割合を示している。

実施例２の撮像レンズ１Ｂは物体側から順に、開口絞りＳＴＯと、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、両凸形状の正の第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向け、撮像面側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の第４レンズＬ４から構成されている。

下記表５は、実施例２の撮像レンズ１Ｂのレンズデータを示す。

また、実施例２における円錐定数Ｋおよび非球面係数Ａｍは、以下の表６、表７に示される。

また、実施例２における撮像レンズ１Ｂの焦点距離ｆ、Ｆナンバー、半画角ω、最大像高ＩｍｇＨ、光学全長ＴＴＬは、以下の表８に示される。

［実施例３］
図８は、本開示の実施例３における撮像レンズ１Ｃの構成図である。また、図９は、図８に示す撮像レンズ１Ｃの収差図である。また、図１０は、図８に示す撮像レンズ１Ｃの像高に対する相対光量を示すグラフである。相対光量は、撮像面ＩＡにおける光軸位置の光量を１００％としたときの像高位置における光量の割合を示している。

実施例３の撮像レンズ１Ｃは物体側から順に、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、開口絞りＳＴＯと、両凸形状の正の第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向け、撮像面側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の第４レンズＬ４から構成されている。

下記表９は、実施例３の撮像レンズ１Ｃのレンズデータを示す。

また、実施例３における円錐定数Ｋおよび非球面係数Ａｍは、以下の表１０、表１１に示される。

また、実施例３における撮像レンズ１Ｃの焦点距離ｆ、Ｆナンバー、半画角ω、最大像高ＩｍｇＨ、光学全長ＴＴＬは、以下の表１２に示される。

［実施例４］
図１１は、本開示の実施例４における撮像レンズ１Ｄの構成図である。また、図１２は、図１１に示す撮像レンズ１Ｄの収差図である。また、図１３は、図１１に示す撮像レンズ１Ｄの像高に対する相対光量を示すグラフである。相対光量は、撮像面ＩＡにおける光軸位置の光量を１００％としたときの像高位置における光量の割合を示している。

実施例４の撮像レンズ１Ｄは物体側から順に、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、開口絞りＳＴＯと、両凸形状の正の第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向け、撮像面側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の第４レンズＬ４から構成されている。

下記表１３は、実施例４の撮像レンズ１Ｄのレンズデータを示す。

また、実施例４における円錐定数Ｋおよび非球面係数Ａｍは、以下の表１４、表１５に示される。

また、実施例４における撮像レンズ１Ｄの焦点距離ｆ、Ｆナンバー、半画角ω、最大像高ＩｍｇＨ、光学全長ＴＴＬは、以下の表１６に示される。

［実施例５］
図１４は、本開示の実施例５における撮像レンズ１Ｅの構成図である。また、図１５は、図１４に示す撮像レンズ１Ｅの収差図である。また、図１６は、図１４に示す撮像レンズ１Ｅの像高に対する相対光量を示すグラフである。相対光量は、撮像面ＩＡにおける光軸位置の光量を１００％としたときの像高位置における光量の割合を示している。

実施例５の撮像レンズ１Ｅは物体側から順に、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、開口絞りＳＴＯと、両凸形状の正の第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向け、撮像面側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向け、撮像面側に凹面を向けた負の第４レンズＬ４から構成されている。

下記表１７は、実施例５の撮像レンズ１Ｅのレンズデータを示す。

また、実施例５における円錐定数Ｋおよび非球面係数Ａｍは、以下の表１８、表１９に示される。

また、実施例５における撮像レンズ１Ｅの焦点距離ｆ、Ｆナンバー、半画角ω、最大像高ＩｍｇＨ、光学全長ＴＴＬは、以下の表２０に示される。

表２１は、上記実施例１から実施例５のレンズ系における条件式（１）から（９）の対応値を示す。また、表２２および表２３は、条件式（１）から（９）に関連する各数値を示す。表２１に示すように、何れの実施例においても、すべての条件式（１）から（９）を満足している。

また、各実施例の諸収差図（図３，７，１１，１５，１９）に示す通り、半画角３５度以上の広い画角を有するにもかかわらず、透過光量を確保し、収差が良好に補正されたレンズ系２を実現できている。また、各実施例の撮像レンズの像高に対する周辺光量のグラフ（図４，８，１２，１６，２０）に示す通り、広い画角を有するにもかかわらず、像高が高い位置における光量（周辺光量）を光軸位置の光量の５０％近くまで確保することができている。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、各実施の形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本開示は、実施の形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。

本開示は、小型で高い解像度を有しながら、生産ばらつきを小さくすることができる撮像レンズを提供するために有用である。本開示の撮像レンズが適用される撮像装置は、上記実施の形態で例示した測距センサに限られない。例えば、可視光を結像させる撮影用のカメラにも適用され得る。また、本開示の撮像レンズが適用される測距センサは、例えば、近赤外光等の単一波長の光または可視光を照射する光源の反射光を受光させる測距センサである。本開示の撮影レンズが搭載された測距センサは、例えば、背景ぼかし、オートフォーカス等の撮影用カメラにおける撮影補助機能、自動掃除機、自動車等の自動運転技術、顔認証技術、ＡＲ空間実現技術等を提供するために有用である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 撮像レンズ
２ レンズ系
３ 撮像素子（受光素子）
１０ 測距センサ（撮像装置）
２０ 光源
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ

Claims (9)

1. レンズが配置されたレンズ系により構成され、
   前記第１レンズは、負の屈折力を有し、その物体側のレンズ面が凸面であり、
   前記第２レンズは、正の屈折力を有し、その物体側のレンズ面および撮像面側のレンズ面の双方が凸面であり、
   前記第３レンズは、正の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面が凸面であり、
   前記第４レンズは、負の屈折力を有し、その撮像面側のレンズ面が凹面であり、
   前記レンズ系は、以下の条件を満足する、撮像レンズ。
   ｆ１／ｆ＜－４ ・・・（１）
   ０．８＜ｆ２／ｆ ・・・（２）
   ただし、ｆは前記レンズ系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆ２は前記第２レンズの焦点距離である。
2. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１に記載の撮像レンズ。
   ｆ／Ｅｐｄ＜１．８ ・・・（３）
   ただし、Ｅｐｄは、入射瞳径である。
3. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１または２に記載の撮像レンズ。
   Ｒ１／ｆ＜１．８ ・・・（４）
   ただし、Ｒ１は前記第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径である。
4. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１から３の何れかに記載の撮像レンズ。
   ｎｄ２＞１．５７ ・・・（５）
   ただし、ｎｄ２は、前記第２レンズの屈折率である。
5. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１から４の何れかに記載の撮像レンズ。
   Ｄ２３／ｆ＜０．２ ・・・（６）
   ただし、Ｄ２３は前記第１レンズの撮像面側のレンズ面と前記第２レンズの物体側のレンズ面との間の距離である。
6. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１から５の何れかに記載の撮像レンズ。
   １＜ＴＴＬ／ｆ＜２ ・・・（７）
   ただし、ＴＴＬは前記レンズ系の全長である。
7. 前記レンズ系は、以下の条件をさらに満足する、請求項１から６の何れかに記載の撮像レンズ。
   ｆ４／ｆ＜－２ ・・・（８）
   ただし、ｆ４は前記第４レンズの焦点距離である。
8. 請求項１から７の何れかに記載の撮像レンズを備えた、撮像装置。
9. 光を照射する光源と、
   前記光源からの光が被写体で反射した反射光を、前記撮像レンズを通して受光する受光素子と、を備え、
   前記光源が光を照射してから前記反射光を受光するまでの時間を計測することにより前記被写体までの距離を算出する、測距センサとして構成される、請求項８に記載の撮像装置。

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