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公開番号2025159096
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2025133376,2021101526
出願日2025-08-08,2021-06-18
発明の名称近赤外用結像レンズ系、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 13/14 20060101AFI20251009BHJP(光学)
要約【課題】明るく、結像性能に優れ、小型化が可能な、近赤外用結像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供すること。
【解決手段】近赤外用結像レンズ系11は、物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第1群G1と、負のパワーを有する第2群G2と、正のパワーを有する第3群G3と、からなり、第1群G1は、少なくとも3枚以上のレンズからなり、第1群G1を構成する全てのレンズの物体側面は物体側に凸面を向け、第1群G1の最終レンズL1e以外のレンズは正のパワーを有し、最終レンズL1eの像側面は像側に凹面を向けており、第2群G2は、両凹形状で負のパワーを有するレンズL2からなり、第3群G3は、少なくとも2枚以上のレンズからなり、物体側から像側に向かって順に、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第1レンズL31、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第2レンズL32を含む。
【選択図】図1
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、正のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、からなり、
前記第１群は、少なくとも３枚以上のレンズからなり、前記第１群を構成する全てのレンズの物体側面は物体側に凸面を向け、前記第１群の最も像側に配置される最終レンズ以外のレンズは正のパワーを有し、前記第１群の前記最終レンズの像側面は像側に凹面を向けており、
前記第２群は、両凹形状で負のパワーを有するレンズからなり、
前記第３群は、少なくとも２枚以上のレンズからなり、物体側から像側に向かって順に、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズを含み、
前記第３群の前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ３１ｆ、光学系全体の焦点距離をＦとし、前記第３群の前記第２レンズの中心光軸における厚さをｔ３２とし、光学系全体の全長をＴＴＬとしたとき、以下の式（１１）及び式（１２）を満足する、近赤外用結像レンズ系。
－３．２＜Ｒ３１ｆ／Ｆ＜２．０・・・（１１）
０．２４＜ｔ３２／ＴＴＬ＜０．２８・・・（１２）
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、からなり、
前記第１群は、少なくとも３枚以上のレンズからなり、前記第１群を構成する全てのレンズの物体側面は物体側に凸面を向け、前記第１群の最も像側に配置される最終レンズ以外のレンズは正のパワーを有し、前記第１群の前記最終レンズの像側面は像側に凹面を向けており、
前記第２群は、両凹形状で負のパワーを有するレンズからなり、
前記第３群は、少なくとも２枚以上のレンズからなり、物体側から像側に向かって順に、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズを含み、
前記第３群の前記第１レンズの焦点距離をｆ３１とし、前記第３群の前記第２レンズの焦点距離をｆ３２とし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（１３）及び式（１４）を満足する、近赤外用結像レンズ系。
１．６３＜ｆ３１／Ｆ＜１．９１・・・（１３）
０．７１＜ｆ３２／Ｆ＜０．７７・・・（１４）
【請求項３】
前記第２群のレンズの物体側面の曲率半径をＲ２ｆ、像側面の曲率半径をＲ２ｒとし、前記第１群の前記最終レンズの像側面の曲率半径をＲ１ｅｒとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（１）及び式（２）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
０．２＜｜Ｒ２ｆ｜／｜Ｒ２ｒ｜＜２．５・・・（１）
０．１＜Ｒ１ｅｒ／Ｆ＜１・・・（２）
【請求項４】
前記第２群のレンズの焦点距離をｆ２とし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（３）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
１＜｜ｆ２｜／Ｆ＜３・・・（３）
【請求項５】
前記第１群の前記最終レンズの中心光軸における厚さをｔ１ｅとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（４）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
０．１＜ｔ１ｅ／Ｆ＜０．５・・・（４）
【請求項６】
前記第１群の前記最終レンズの物体側面の曲率半径をＲ１ｅｆとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（５）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
０．１＜Ｒ１ｅｆ／Ｆ＜１・・・（５）
【請求項７】
前記第１群の前記最終レンズの物体側面の曲率半径をＲ１ｅｆとし、前記第１群の前記最終レンズの像側面の曲率半径をＲ１ｅｒとしたとき、以下の式（６）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
１＜Ｒ１ｅｆ／Ｒ１ｅｒ＜１．８・・・（６）
【請求項８】
前記第２群のレンズの屈折率の温度変化率をｄｎ２／ｄｔとし、前記第１群を構成するレンズの屈折率の温度変化率及び前記第３群を構成するレンズの屈折率の温度変化率の平均値をｄＮ／ｄｔとしたとき、以下の式（７）及び式（８）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
ｄｎ２／ｄｔ＞４×１０
－６
・・・（７）
ｄＮ／ｄｔ＜４×１０
－６
・・・（８）
【請求項９】
前記第３群の前記第１レンズの９０５ｎｍにおける屈折率をｎ３１とし、前記第３群の前記第２レンズの９０５ｎｍにおける屈折率をｎ３２としたとき、以下の式（９）及び式（１０）を満足する、請求項１又は２に記載の近赤外用結像レンズ系。
ｎ３１≧１．６７・・・（９）
ｎ３２≧１．７０・・・（１０）
【請求項１０】
前記第３群を構成するレンズの中心光軸における厚さの合計をｔＧ３とし、光学系全体のレンズの中心光軸における厚さの合計をｔＥとしたとき、以下の式（１５）を満足する、請求項１又は２項に記載の近赤外用結像レンズ系。
ｔＧ３／ｔＥ≧０．３４・・・（１５）
（【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】
本発明は近赤外用の結像レンズ系に関し、例えば、大口径で狭角な近赤外用結像レンズ系、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 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
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。また、Ｌｉｄａｒ（light detection and ranging）と呼ばれる距離計測機能も求められる傾向にある。
Ｌｉｄａｒでは、９０５ｎｍ程度の近赤外のレーザ光を対象物に照射してから、反射光を結像光学系において受光するまでの時間を計測することにより、距離を計測する。このような距離計測に用いられる近赤外用結像レンズ系には、遠距離に存在する物体から結像レンズ系に到達する光の強度は減衰しているため、明るいことが求められる。また、このような近赤外用結像レンズ系には、正確な距離計測のため、高解像度であることが求められる。また、このような近赤外用結像レンズ系には、車両に搭載する目的のため、小型であることが求められる。
特許文献１には、Ｆナンバが１．８程度であり比較的大口径の、いわゆるダブルガウス型の撮像レンズ系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５９６６７２８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に記載された撮像レンズ系のＦナンバはまだ大きく、明るさが十分ではない。また、特許文献１に記載された撮像レンズ系は、ダブルガウス型であるため、絞り前後の向かい合う曲率の大きい凹面によって、軸外画角におけるサジタルコマ収差が大きく生じるという特徴があり、解像度が十分ではない。具体的には、サジタルコマ収差の発生によって、スポット径が大きく広がり、１つの物点から生じた光がイメージセンサ上の複数の画素に染み出し、誤認識につながる可能性がある。さらに、特許文献１に記載された撮像レンズ系において、小型化のため、焦点距離に比して全長を短くしようとすると、上記レンズ面の曲率を大きくする必要が生じ、サジタルコマ収差がことさら強く発生してしまう。そのため、車載用途に適した小型化が難しいという問題がある。
【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、明るく、結像性能に優れ、小型化が可能な、近赤外用結像レンズ系、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】
一実施形態の近赤外用結像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、からなり、
前記第１群は、少なくとも３枚以上のレンズからなり、前記第１群を構成する全てのレンズの物体側面は物体側に凸面を向け、前記第１群の最も像側に配置される最終レンズ以外のレンズは正のパワーを有し、前記第１群の前記最終レンズの像側面は像側に凹面を向けており、
前記第２群は、両凹形状で負のパワーを有するレンズからなり、
前記第３群は、少なくとも２枚以上のレンズからなり、物体側から像側に向かって順に、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズを含む。
【０００７】
他の一実施形態のカメラモジュールは、上記の近赤外用結像レンズ系と、前記近赤外用結像レンズ系を通じて集光される光を電気信号に変換する撮像素子とを備える。
【０００８】
他の一実施形態の車載システムは、車両に搭載される車載システムであって、
上記のカメラモジュールと、
前記カメラモジュールの前記撮像素子から出力される撮像画像を処理して、前記撮像画像の中の対象物の認識を行う情報処理装置と、
を備える。
【０００９】
他の一実施形態の移動体は、上記の車載システムを搭載した移動体であって、
前記車載システムは、乗員への情報を出力する出力装置をさらに備え、
前記情報処理装置は前記対象物の認識情報を前記出力装置に出力するように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、明るく、結像性能に優れ、小型化が可能な、近赤外用結像レンズ系、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】
（【００１１】以降は省略されています）

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