JP2014115456A - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】諸収差の好適な補正および高解像化を実現した撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を実現する。
【解決手段】撮像レンズが、物体側から順に、光軸近傍で正の屈折力を有し、かつ、光軸近傍で物体側に凸面を向けた第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、光軸近傍で像側に凹面を向け、少なくとも一方の面に変曲点を有し、両面が非球面形状である第7レンズL7とからなる7個のレンズから構成され、第1レンズL1ないし第7レンズL7がそれぞれ単レンズである。
【選択図】図1
【解決手段】撮像レンズが、物体側から順に、光軸近傍で正の屈折力を有し、かつ、光軸近傍で物体側に凸面を向けた第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、光軸近傍で像側に凹面を向け、少なくとも一方の面に変曲点を有し、両面が非球面形状である第7レンズL7とからなる7個のレンズから構成され、第1レンズL1ないし第7レンズL7がそれぞれ単レンズである。
【選択図】図1
Description
本発明は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる固定焦点の撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機および情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistance)、スマートフォン、携帯型ゲーム機、タブレット型端末等の撮像装置に関する。
近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラが急速に普及している。また、携帯電話、スマートフォンまたはタブレット型端末に画像入力用のカメラモジュールが搭載されることも多くなっている。このような撮像機能を有する機器には、CCDやCMOSなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像機器全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。例えば5メガピクセル以上、よりさらに好適には8メガピクセル以上の高画素に対応した性能が要求されている。
このような要求に対して、特許文献1には、全長の短縮化および高解像化を図るためにレンズ枚数が比較的多い7枚構成としたレンズ系が提案されている。
しかしながら、上記高性能化の要求に応えるために、上記特許文献1に記載の7枚構成のレンズは、さらに諸収差を良好に補正することが求められる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、収差を良好に補正でき、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、光軸近傍で正の屈折力を有し、かつ、光軸近傍で物体側に凸面を向けた第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、第6レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向け、少なくとも一方の面に変曲点を有し、両面が非球面形状である第7レンズとから構成される実質的に7個のレンズからなり、第1レンズないし第7レンズがそれぞれ単レンズであることを特徴とする。
なお、上記本発明の撮像レンズにおいて、「実質的に7個のレンズからなり、」とは、本発明の撮像レンズが、7個のレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つものも含むことを意味する。また、上記のレンズの面形状や屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。
また、上記「単レンズ」は、接合されていない1枚のレンズからなるものを意味する。
本発明の撮像レンズにおいて、さらに、次の好ましい構成を採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。
本発明の撮像レンズにおいて、第3レンズの物体側の面より物体側に配置された開口絞りをさらに備えていることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第5レンズは光軸近傍で正の屈折力を有することが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第1レンズは光軸近傍でメニスカス形状であることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第2レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けていることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第3レンズは光軸近傍で物体側に凹面を向けていることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第4レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けていることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第6レンズは光軸近傍で像側に凸面を向けていることが好ましい。
本発明の撮像レンズは、以下の条件式(1)から(8)のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式(1)から(8)のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。
f/f67<0 (1)
−2<f/f67<−0.1 (1−1)
0<f/f123<1 (2)
0.2<f/f123<0.72 (2−1)
minνd<35 (3)
0.2<ΣDt/ΣD<0.67 (4)
0.2<ΣDt/TCL<0.6 (5)
0<f/f1<1.1 (6)
0.2<ΣDt/ΣDa<2.6 (7)
0<f/f6<1.52 (8)
ただし、
f67:第6レンズおよび第7レンズの合成焦点距離
f:全系における焦点距離
f123:第1レンズ、第2レンズおよび第3レンズの合成焦点距離
minνd:撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数
ΣDt:第1レンズないし第7レンズの中心厚の総和
ΣD:第1レンズの物体側の面から第7レンズの像側の面までの光軸上の長さ
TCL: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
f1:第1レンズの焦点距離
ΣDa:第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和
f6:第6レンズの焦点距離
とする。
f/f67<0 (1)
−2<f/f67<−0.1 (1−1)
0<f/f123<1 (2)
0.2<f/f123<0.72 (2−1)
minνd<35 (3)
0.2<ΣDt/ΣD<0.67 (4)
0.2<ΣDt/TCL<0.6 (5)
0<f/f1<1.1 (6)
0.2<ΣDt/ΣDa<2.6 (7)
0<f/f6<1.52 (8)
ただし、
f67:第6レンズおよび第7レンズの合成焦点距離
f:全系における焦点距離
f123:第1レンズ、第2レンズおよび第3レンズの合成焦点距離
minνd:撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数
ΣDt:第1レンズないし第7レンズの中心厚の総和
ΣD:第1レンズの物体側の面から第7レンズの像側の面までの光軸上の長さ
TCL: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
f1:第1レンズの焦点距離
ΣDa:第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和
f6:第6レンズの焦点距離
とする。
なお、上記第1レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ(レンズ全長)についてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。
本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号を得ることができる。
本発明の撮像レンズによれば、全体として7枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化し、特に第1レンズないし第7レンズの全てのレンズを単レンズとしたので、諸収差を良好に補正でき、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。
また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の高い結像性能を有する撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第1の実施形態の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例(表1、表2)のレンズ構成に対応している。同様にして、第2乃至第7の数値実施例(表3〜表14)のレンズ構成に対応する第2乃至第7の実施形態の構成例の断面構成を、図2〜図7に示す。図1〜図7において、符号Riは、最も物体側のレンズ要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じであるため、以下では、図1に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図2〜図7の構成例についても説明する。また、図8は図1に示す撮像レンズLにおける光路図であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束2および最大画角の光束3の各光路を示す。
本発明の実施の形態に係る撮像レンズLは、CCDやCMOS等の撮像素子を用いた各種撮像機器、特に、比較的小型の携帯端末機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末およびPDA等に用いて好適なものである。この撮像レンズLは、光軸Z1に沿って、物体側から順に、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、第7レンズL7とを備えている。
図16に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置1である携帯電話端末の概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置1は、本実施の形態に係る撮像レンズLと、この撮像レンズLによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するCCDなどの撮像素子100(図1参照)とを備えて構成される。撮像素子100は、この撮像レンズLの結像面(撮像面)に配置される。
図17に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置501であるスマートフォンの概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置501は、本実施の形態に係る撮像レンズLと、この撮像レンズLによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するCCDなどの撮像素子100(図1参照)とを有するカメラ部541を備えて構成される。撮像素子100は、この撮像レンズLの結像面(撮像面)に配置される。
第7レンズL7と撮像素子100との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材CGが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。この場合、光学部材CGとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやNDフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたものを使用しても良い。
また、光学部材CGを用いずに、第7レンズL7にコートを施す等して光学部材CGと同等の効果を持たせるようにしても良い。これにより、部品点数の削減と全長の短縮を図ることができる。
この撮像レンズLはまた、第3レンズL3の物体側の面より物体側に配置された開口絞りStを備えている。このように、開口絞りを第3レンズL3の物体側の面よりも物体側に配置したことにより、特に結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。この効果をより高めるために、開口絞りStを光軸方向において第2レンズL2の物体側の面よりも物体側に配置することがさらに好ましく、開口絞りStを光軸方向において第1レンズの物体側の面よりも物体側に配置することがよりさらに好ましい。なお、「第3レンズの物体側の面より物体側に配置」とは、光軸方向における開口絞りの位置が、軸上マージナル光線と第3レンズL3の物体側の面の交点と同じ位置かそれより物体側にあることを意味する。同様に、「第2レンズ(または、第1レンズL1)の物体側の面より物体側に配置」とは、光軸方向における開口絞りの位置が、軸上マージナル光線と第2レンズL2(または、第1レンズL1)の物体側の面の交点と同じ位置かそれより物体側にあることを意味する。
さらに、開口絞りStを光軸方向において第1レンズの物体側の面よりも物体側に配置した場合において、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置することが好ましい。このように、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置した場合には、開口絞りStを含めた撮像レンズの全長を短縮化することができる。ただし、これに限定されず、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも物体側に配置してもよい。開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも物体側に配置した場合には、開口絞りStが第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置されている場合より周辺光量の確保の観点からはやや不利であるが、結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのをさらに好適に抑制することができる。第2から第7の実施形態のレンズ(図2乃至7参照)は、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1の物体側の面よりも物体側に配置し、さらに開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置した構成例である。
また、第1の実施形態(図1参照)に示すように、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1と第2レンズL2の間に配置してもよい。この場合には、像面湾曲を良好に補正することができる。なお、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1と第2レンズL2の間に配置した場合には、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1の物体側の面より物体側に配置した場合よりもテレセントリック性を確保する、すなわち、主光線を光軸にできるだけ平行な状態にする(撮像面における入射角度がゼロに近くなるようにする)ためには不利であるものの、撮像素子技術の発展に伴い近年実現された、入射角度の増大に起因する受光効率の低下や混色の発生が従来よりも低減された撮像素子を適用することにより、好適な光学性能を実現することができる。
この撮像レンズLにおいて、第1レンズL1は光軸近傍において正の屈折力を有している。第1レンズL1は、光軸近傍において物体側に凸面を向けている。このように、撮像レンズLの主たる結像機能を持つ第1レンズL1を、光軸近傍で物体側に凸面を向けたものとすることにより、第1レンズL1を十分な正の屈折力を有するものとすることができ、好適に撮像レンズLの全長を短縮化できる。この効果をさらに高めるために、第1ないし第7の実施形態に示すように、第1レンズL1を、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることがより好ましい。
第2レンズL2は、第1レンズL1ないし第3レンズL3が3枚のレンズ全体として光軸近傍で正の屈折力を有するものであれば、光軸近傍において正の屈折力を有してもよく、光軸近傍において負の屈折力を有してもよい。第1ないし第7の実施形態のように、第1レンズL1と第2レンズL2とが光軸近傍で正の屈折力を有する場合には、小さなFナンバーを好適に実現することができる。
また、第2レンズL2は、光軸近傍において物体側に凸面を向けていることが好ましい。第2レンズL2が光軸近傍で物体側に凸面を向けている場合には、撮像レンズ全体の後側主点位置をより物体側に寄せることができるため、好適に全長を短縮化できる。また、この効果をさらに高めるために、第3および第4の実施形態に示すように(図3、4参照)、第2レンズL2が光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。また、第1、第2および第5ないし第7の実施形態に示すように(図1、2、5〜7参照)、第2レンズL2が光軸近傍で両凸形状であってもよい。光軸近傍で同程度の強さの正の屈折力を有する第2レンズを実現するためには、第2レンズL2を光軸近傍でメニスカス形状のレンズとした場合よりも、第2レンズL2を光軸近傍で両凸形状とした場合の方が、第2レンズL2の光軸近傍の曲率半径の絶対値を相対的に大きくすることができる。このため、第2レンズL2を光軸近傍で両凸形状とした場合には、球面収差をより良好に補正することができる。
第3レンズL3は、第1レンズL1ないし第3レンズL3が3枚のレンズ全体として光軸近傍で正の屈折力を有するものであれば、光軸近傍において正の屈折力を有してもよく、負の屈折力を有してもよい。また、第1レンズL1ないし第3レンズL3が3枚のレンズ全体として光軸近傍で正の屈折力を有するものとし、第2レンズL2または第3レンズL3の少なくとも一つを光軸近傍において負の屈折力を有するものとすることが好ましい。この場合には、色収差の補正が容易となる。なお、第1ないし第7実施形態では、第3レンズL3は光軸近傍において負の屈折力を有しているため、同効果を奏することができる。
また、第3レンズL3が、光軸近傍において負の屈折力を有している場合に、光軸近傍において像側に凹面を向けていることが好ましい。このことにより、第3レンズL3を光軸近傍で像側に凸面を向けたものとした場合よりも、球面収差および色収差を好適に補正することができる。また、第1ないし第7実施形態に示すように、第3レンズL3を、光軸近傍において両凹形状とすることが好ましい。光軸近傍で同程度の強さの負の屈折力を有する第3レンズを実現するためには、第3レンズL3を光軸近傍でメニスカス形状のレンズとした場合よりも、第3レンズL3を光軸近傍で両凹形状とした場合の方が、第3レンズL3の光軸近傍の曲率半径の絶対値を相対的に大きくすることができる。このため、第3レンズL3を光軸近傍で両凹形状とした場合には、高次の球面収差の発生をより好適に抑制できる。
第4レンズL4は、第1レンズL1から第3レンズL3を光線が通過する間に発生した諸収差をバランスよく補正できるものであれば、光軸近傍において負の屈折力を有するものとしてもよく、正の屈折力を有するものとしてもよい。第1ないし第7実施形態に示すように、第4レンズL4を正の屈折力とした場合には、球面収差を良好に補正することができる。また、第4レンズL4を負の屈折力とした場合には、軸上色収差を良好に補正することができる。また、第4レンズL4は光軸近傍で物体側に凸面を向けていることが好ましい。第4レンズL4が光軸近傍で物体側に凸面を向けている場合には、撮像レンズ全体の後側主点位置をより物体側に寄せることができるため、好適に全長を短縮化できる。また、この効果をさらに高めるために、第1ないし第7実施形態に示すように、第4レンズL4は光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。
第5レンズL5は、光軸近傍において正の屈折力を有することが好ましい。撮像レンズの光軸方向において、結像面に近い位置に正の屈折力を有する第5レンズL5を配置することにより、特に中間画角で、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。なお、本明細書において、中間画角は、半画角の略4割以上7割以下の画角を意味する。
また、第5レンズL5は、光軸近傍において物体側に凸面を向けたものであることが好ましい。第5レンズL5が物体側に凸面を向けたものとした場合には、撮像レンズ全体の後側主点位置をより物体側に寄せることができるため、好適に全長を短縮化できる。また、第1ないし第7の実施形態に示すように、第5レンズL5を、光軸近傍で両凸形状とすることが好ましい。先述同様に、光軸近傍で同程度の強さの正の屈折力を有する第5レンズL5を実現するためには、第5レンズL5を光軸近傍でメニスカス形状のレンズとした場合よりも、第5レンズL5を光軸近傍で両凸形状とした場合の方が、第5レンズL5の光軸近傍の曲率半径の絶対値を相対的に大きくすることができる。このため、第5レンズL5を光軸近傍で両凸形状とした場合には、球面収差をより良好に補正することができる。
また、第6レンズL6は、第6レンズL6および第7レンズL7が2枚のレンズ全体として光軸近傍で負の屈折力を有するものであれば、光軸近傍において正の屈折力を有してもよく、負の屈折力を有してもよい。第1ないし第7の実施形態に示すように、第6レンズL6が光軸近傍において正の屈折力を有する場合には、撮像レンズの光軸方向において、結像面に近い位置に正の屈折力を有する第6レンズL6を配置することにより、特に中間画角において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。
また、第6レンズL6は、光軸近傍において像側に凸面を向けたものであることが好ましい。この場合には、撮像レンズ全体の後側主点位置をより物体側に寄せることができるため、好適に全長を短縮化できる。この効果をさらに高めるために、第1ないし第7の実施形態に示すように、第6レンズL6が像側に凸面を向けたメニスカス形状であることがさらに好ましい。
第7レンズL7は、第1ないし第7の実施形態に示すように、光軸近傍において負の屈折力を有することが好ましい。第7レンズを負の屈折力を有するものとした場合には、第1レンズから第6レンズまでを1つの正の光学系とみなすと、撮像レンズを全体としてテレフォト型の構成とすることができ、好適に全長を短縮化することができる。
また、第7レンズL7は、光軸近傍で像側に凹面を向けている。このため、全長の短縮化を図りつつ、全長の短縮化により生ずる像面湾曲の増大を抑制することができる。また、第1ないし第7の実施形態に示すように、第7レンズL7を光軸近傍で両凹形状とすることが好ましい。先述同様、光軸近傍で同程度の強さの負の屈折力を有する第7レンズL7を実現するためには、第7レンズL7を光軸近傍でメニスカス形状のレンズとした場合よりも、第7レンズL7を光軸近傍で両凹形状とした場合の方が、第7レンズL7の光軸近傍の曲率半径の絶対値を相対的に大きくすることができる。このため、第7レンズL7を光軸近傍で両凹形状とした場合には、高次の球面収差の発生をより好適に抑制できる。
また、第7レンズL7は、少なくとも一方の面に変曲点を有し、両面が非球面形状である。第7レンズL7は、少なくとも一方の面に変曲点を有することにより、特に結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。なお、「変曲点」とは、レンズの面形状が、像側に向かって凸形状から凹形状、または、像側に向かって凹形状から凸形状に切り替わる点を意味し、上記周辺部は、最大有効半径の略5割から7割より半径方向外側を意味する。この効果をさらに高めるために、第7レンズL7の像側の面を、少なくとも1つの変曲点を有する非球面形状とすることがより好ましく、第7レンズL7の像側の面を、光軸近傍で像側に凹面を向け、少なくとも1つの変曲点を有する非球面形状とすることがさらに好ましい。また、第7レンズL7の物体側の面のみを、少なくとも1つの変曲点を有する非球面形状としてもよく、第7レンズL7の両面を少なくとも1つの変曲点を有する非球面形状とすることがよりさらに好ましい。
なお、第1ないし第7の実施形態においては、第7レンズL7が、光軸近傍で両凹形状であり、かつ、両面が変曲点を有する非球面形状である。このように、第7レンズL7が光軸近傍で両凹形状である場合には、像側の面において、半径方向外側に向かって最大有効径の略4割から6割の位置に変曲点を有することが好ましく、物体側の面において、半径方向外側に向かって最大有効径の略3割から5割の位置に変曲点を有することが好ましい。
この撮像レンズLは、高性能化のために、第1レンズL1乃至第7レンズL7のそれぞれのレンズの少なくとも一方の面に、非球面を用いることが好適である。
また、本発明の各実施形態に示すように、撮像レンズLを構成する各レンズL1乃至L7は、接合レンズでなく単レンズとされている。特許文献1に示されるように、各レンズL1乃至L7のいずれかを接合レンズとした場合よりも、レンズの面数および空気間隔の数が多いため、各レンズおよび各空気間隔の設計自由度が高くなり、特許文献1に示されるような接合レンズを用いた7枚構成の撮像レンズや、7枚より少ないレンズ枚数で構成される従来の撮像レンズよりも、好適に高次収差を補正することができるからである。
次に、以上のように構成された撮像レンズLの条件式に関する作用および効果をより詳細に説明する。
まず、全系における焦点距離fと第6レンズL6および第7レンズL7の合成焦点距離f67は、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
f/f67<0 (1)
条件式(1)は、第6レンズL6および第7レンズL7の合成焦点距離f67に対する全系における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定する。条件式(1)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第6レンズL6と第7レンズL7の2つのレンズによる負の屈折力が弱すぎて、後側主点位置を十分に物体側に寄せることが難しくなるため、全長の短縮化に不利である。このため、条件式(1)の上限を満たすことで、後側主点位置を十分に物体側に寄せることができ、好適に全長を短縮化できる。上記観点から、下記条件式(1−1)の上限を満たすことがより好ましく、条件式(1−2)の上限を満たすことがよりさらに好ましい。また、条件式(1)に下限を設けることが好ましく、条件式(1−1)の下限を満たすことが好ましい。条件(1−1)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第6レンズL6と第7レンズL7による負の屈折力が強すぎて、特に中間画角で、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを十分抑制することが難しくなる。このため、条件式(1−1)の下限を満たすことにより、特に中間画角で、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。この観点から、条件式(1−2)の下限を満たすことがさらに好ましい。
−2<f/f67<−0.1 (1−1)
−1.5<f/f67<−0.2 (1−2)
f/f67<0 (1)
条件式(1)は、第6レンズL6および第7レンズL7の合成焦点距離f67に対する全系における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定する。条件式(1)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第6レンズL6と第7レンズL7の2つのレンズによる負の屈折力が弱すぎて、後側主点位置を十分に物体側に寄せることが難しくなるため、全長の短縮化に不利である。このため、条件式(1)の上限を満たすことで、後側主点位置を十分に物体側に寄せることができ、好適に全長を短縮化できる。上記観点から、下記条件式(1−1)の上限を満たすことがより好ましく、条件式(1−2)の上限を満たすことがよりさらに好ましい。また、条件式(1)に下限を設けることが好ましく、条件式(1−1)の下限を満たすことが好ましい。条件(1−1)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第6レンズL6と第7レンズL7による負の屈折力が強すぎて、特に中間画角で、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを十分抑制することが難しくなる。このため、条件式(1−1)の下限を満たすことにより、特に中間画角で、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。この観点から、条件式(1−2)の下限を満たすことがさらに好ましい。
−2<f/f67<−0.1 (1−1)
−1.5<f/f67<−0.2 (1−2)
また、第1レンズ、第2レンズおよび第3レンズの合成焦点距離f123と全系における焦点距離fは、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0<f/f123<1 (2)
条件式(1)は、第1レンズから第3レンズの合成焦点距離f123に対する全系における焦点距離fの比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(2)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1から第3レンズL3による正の屈折力が強すぎて、特に第1レンズL1から第3レンズL3を光線が通過する間に発生した高次の収差を、第4レンズL4から第7レンズL7によって十分に補正することが難しくなる。また、条件式(2)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1から第3レンズL3による正の屈折力が弱すぎて、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(2)の範囲を満たすことで、全長の短縮化を実現しつつ、高次の収差である像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(2−1)を満たすことがより好ましく、条件式(2−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.2<f/f123<0.72 (2−1)
0.3<f/f123<0.7 (2−2)
0<f/f123<1 (2)
条件式(1)は、第1レンズから第3レンズの合成焦点距離f123に対する全系における焦点距離fの比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(2)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1から第3レンズL3による正の屈折力が強すぎて、特に第1レンズL1から第3レンズL3を光線が通過する間に発生した高次の収差を、第4レンズL4から第7レンズL7によって十分に補正することが難しくなる。また、条件式(2)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1から第3レンズL3による正の屈折力が弱すぎて、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(2)の範囲を満たすことで、全長の短縮化を実現しつつ、高次の収差である像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(2−1)を満たすことがより好ましく、条件式(2−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.2<f/f123<0.72 (2−1)
0.3<f/f123<0.7 (2−2)
また、撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数minνdは、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
minνd<35 (3)
条件式(3)は、撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数minνdの好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(3)の上限を上回ると、軸上色収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(3)を満足することで、撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのうち少なくとも1つを高分散の材質により構成することにより、軸上色収差の補正に有利になる。上記観点から、下記条件式(3−1)を満たすことがより好ましく、条件式(3−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
minνd<30 (3−1)
minνd<25 (3−2)
minνd<35 (3)
条件式(3)は、撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数minνdの好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(3)の上限を上回ると、軸上色収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(3)を満足することで、撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのうち少なくとも1つを高分散の材質により構成することにより、軸上色収差の補正に有利になる。上記観点から、下記条件式(3−1)を満たすことがより好ましく、条件式(3−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
minνd<30 (3−1)
minνd<25 (3−2)
また、第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtと第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDは、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.2<ΣDt/ΣD<0.67 (4)
条件式(4)は、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(4)の上限を上回る場合には、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(4)の下限を下回る場合には、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(4)を満足することにより、全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(4−1)を満たすことがより好ましい。
0.3<ΣDt/ΣD<0.65 (4−1)
0.2<ΣDt/ΣD<0.67 (4)
条件式(4)は、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(4)の上限を上回る場合には、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(4)の下限を下回る場合には、第1レンズL1の物体側の面から第7レンズL7の像側の面までの光軸上の長さΣDに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(4)を満足することにより、全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(4−1)を満たすことがより好ましい。
0.3<ΣDt/ΣD<0.65 (4−1)
また、第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtと第1レンズL1の物体側の面から結像面までの光軸上の長さTCLは、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
0.2<ΣDt/TCL<0.6 (5)
条件式(5)は、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(レンズ全長)TCLに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。なお、上記レンズ全長TCLについてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。条件式(5)の上限を上回る場合には、レンズ全長TCLに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(5)の下限を下回る場合には、レンズ全長TCLに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(5)を満足することにより、全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(5−1)を満たすことがより好ましい。
0.3<ΣDt/TCL<0.58 (5−1)
0.2<ΣDt/TCL<0.6 (5)
条件式(5)は、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(レンズ全長)TCLに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。なお、上記レンズ全長TCLについてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。条件式(5)の上限を上回る場合には、レンズ全長TCLに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(5)の下限を下回る場合には、レンズ全長TCLに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(5)を満足することにより、全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(5−1)を満たすことがより好ましい。
0.3<ΣDt/TCL<0.58 (5−1)
また、レンズ系全体における焦点距離fおよび第1レンズL1の焦点距離f1は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
0<f/f1<1.1 (6)
条件式(6)は、第1レンズL1の焦点距離f1に対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(6)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が強くなりすぎて、球面収差および非点収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(6)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が弱くなりすぎて、小さなFナンバーと全長の短縮化を実現しつつ、諸収差を補正することが難しくなる。このため、条件式(6)の範囲を満たすことで、好適にレンズ全長の短縮化と小さなFナンバーを実現しつつ、球面収差および非点収差などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(6−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(6−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.3<f/f1<1 (6−1)
0.5<f/f1<1 (6−2)
0<f/f1<1.1 (6)
条件式(6)は、第1レンズL1の焦点距離f1に対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(6)の上限を上回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が強くなりすぎて、球面収差および非点収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(6)の下限を下回ると、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が弱くなりすぎて、小さなFナンバーと全長の短縮化を実現しつつ、諸収差を補正することが難しくなる。このため、条件式(6)の範囲を満たすことで、好適にレンズ全長の短縮化と小さなFナンバーを実現しつつ、球面収差および非点収差などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(6−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(6−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.3<f/f1<1 (6−1)
0.5<f/f1<1 (6−2)
また、第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtと第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaは、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
0.2<ΣDt/ΣDa<2.6 (7)
条件式(7)は、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(7)の上限を上まわる場合には、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(7)の下限を下回る場合には、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(7)を満足することにより、全長の短縮化を実現しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(7−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(7−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.4<ΣDt/ΣDa<2 (7−1)
0.5<ΣDt/ΣDa<1.8 (7−2)
0.2<ΣDt/ΣDa<2.6 (7)
条件式(7)は、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対する第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(7)の上限を上まわる場合には、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが大きくなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。条件式(7)の下限を下回る場合には、第1レンズの像側の面から第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和ΣDaに対して第1レンズL1ないし第7レンズL7の中心厚の総和ΣDtが小さくなりすぎて、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズの光軸近傍における曲率半径の絶対値を十分小さくすることが難しくなる。このため、撮像レンズLに含まれる凸形状のレンズを、所望のレンズ性能の実現に必要な屈折力を確保可能な曲率半径となるように構成することが難しくなり、全長を短縮化することが難しくなる。このため、条件式(7)を満足することにより、全長の短縮化を実現しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(7−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(7−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.4<ΣDt/ΣDa<2 (7−1)
0.5<ΣDt/ΣDa<1.8 (7−2)
また、レンズ系全体における焦点距離fおよび第6レンズL6の焦点距離f6は、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
0<f/f6<1.52 (8)
条件式(8)は、第6レンズL6の焦点距離f6に対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(8)の上限を上回る場合には、レンズ系全体に対して第6レンズL6の正の屈折力が強くなりすぎて、全長の短縮化を実現しつつ非点収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(8)の下限を満足することにより、特に中間画角において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。このため、条件式(8)の範囲を満たすことで、好適にレンズ全長の短縮化を実現しつつ、非点収差を良好に補正でき、特に中間画角において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。上記観点から、下記条件式(8−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(8−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.3<f/f6<1.5 (8−1)
0.5<f/f6<1.4 (8−2)
0<f/f6<1.52 (8)
条件式(8)は、第6レンズL6の焦点距離f6に対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(8)の上限を上回る場合には、レンズ系全体に対して第6レンズL6の正の屈折力が強くなりすぎて、全長の短縮化を実現しつつ非点収差を十分に補正することが難しくなる。条件式(8)の下限を満足することにより、特に中間画角において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。このため、条件式(8)の範囲を満たすことで、好適にレンズ全長の短縮化を実現しつつ、非点収差を良好に補正でき、特に中間画角において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのを抑制することができる。上記観点から、下記条件式(8−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(8−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.3<f/f6<1.5 (8−1)
0.5<f/f6<1.4 (8−2)
また、レンズ系全体における焦点距離fおよび第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離f12は、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
0.85<f/f12<2 (9)
条件式(9)は、第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離f12対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(9)の上限を上回ると、レンズ全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2による正の屈折力が強くなりすぎて、特に低画角における非点収差の補正が難しくなる。また、条件式(9)の下限を下回ると、レンズ全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2による正の屈折力が弱くなりすぎて、全長の短縮化が難しくなる。このため、条件式(9)の範囲を満たすことで、好適に全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(9−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(9−2)を満たすことがよりさらに好ましい。なお、ここでいう低画角は、半画角の略4割より小さい画角を意味する。
0.9<f/f12<1.8 (9−1)
1<f/f12<1.5 (9−2)
0.85<f/f12<2 (9)
条件式(9)は、第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離f12対するレンズ系全体における焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(9)の上限を上回ると、レンズ全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2による正の屈折力が強くなりすぎて、特に低画角における非点収差の補正が難しくなる。また、条件式(9)の下限を下回ると、レンズ全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2による正の屈折力が弱くなりすぎて、全長の短縮化が難しくなる。このため、条件式(9)の範囲を満たすことで、好適に全長を短縮化しつつ、非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(9−1)を満たすことがより好ましく、下記条件式(9−2)を満たすことがよりさらに好ましい。なお、ここでいう低画角は、半画角の略4割より小さい画角を意味する。
0.9<f/f12<1.8 (9−1)
1<f/f12<1.5 (9−2)
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る撮像レンズLによれば、全体として7枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化し、特に第1レンズないし第7レンズの全てのレンズを単レンズとしたので、諸収差を良好に補正でき、高解像性能を有するレンズ系を実現できる。
また、特に携帯電話、スマートフォン、タブレット等に用いられるレンズ系においては、十分な高解像度を得られる高密度に配置された撮像素子に対応可能な小さなFナンバーを実現することが求められる。実施形態1〜7に係る(図1〜図7参照)撮像レンズは、各レンズ構成が最適化され、さらに、各レンズが単レンズとして構成されているため、非常に小さなFナンバー(1.4〜2程度)を実現でき、例えば、0.9μmのピッチ幅など高密度に配置された撮像素子にも好適に適用することができる。
また、適宜好ましい条件を満足することで、より高い結像性能を実現できる。また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、本実施の形態に係る高性能の撮像レンズLによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、中心画角から周辺画角まで高解像の撮影画像を得ることができる。
次に、本発明の実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。
後掲の表1および表2は、図1に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に表1にはその基本的なレンズデータを示し、表2には非球面に関するデータを示す。表1に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、実施例1に係る撮像レンズについて、最も物体側のレンズ要素の面を1番目(開口絞りStを1番目)として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。Ndjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線(587.56nm)に対する屈折率の値を示す。νdjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線に対するアッベ数の値を示す。また、表1には、諸データとして、全系の焦点距離f(mm)と、バックフォーカスBf(mm)をそれぞれ示す。なお、上記バックフォーカスBfは空気換算した値を表すものとする。
この実施例1に係る撮像レンズは、第1レンズL1乃至第7レンズL7の両面がすべて非球面形状となっている。表1の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径(近軸曲率半径)の数値を示している。
表2には実施例1の撮像レンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10-2」であることを示す。
非球面データとしては、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数Ai,Kの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。
Z=C・h2/{1+(1−K・C2・h2)1/2}+ΣAi・hi ……(A)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(iは3以上の整数)の非球面係数
K:非球面係数
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(iは3以上の整数)の非球面係数
K:非球面係数
以上の実施例1の撮像レンズと同様にして、図2に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例2として、表3および表4に示す。また同様にして、図3〜図7に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例3乃至実施例7として、表5〜14に示す。これらの実施例1〜7に係る撮像レンズでは、第1レンズL1乃至第7レンズL7の両面がすべて非球面形状となっている。
図9(A)〜(D)はそれぞれ、実施例1の撮像レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)、倍率色収差(倍率の色収差)図を示している。球面収差、非点収差(像面湾曲)、ディストーション(歪曲収差)を表す各収差図には、d線(波長587.56nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図、倍率色収差図には、F線(波長486.1nm)、C線(波長656.27nm)についての収差も示す。また、球面収差図には、g線(波長435.83nm)についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向(S)、破線はタンジェンシャル方向(T)の収差を示す。また、Fno.はFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。
同様に、実施例2乃至実施例7の撮像レンズについての諸収差を図10(A)〜(D)乃至図15(A)〜(D)に示す。
また、表15には、本発明に係る各条件式(1)〜(9)に関する値を、各実施例1〜7についてそれぞれまとめたものを示す。
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全長を短縮化しながらも小さなFナンバーと高い結像性能が実現されている。
なお、本発明の撮像レンズには、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
また、上記各実施例では、すべて固定焦点で使用する前提での記載とされているが、フォーカス調整可能な構成とすることも可能である。例えばレンズ系全体を繰り出したり、一部のレンズを光軸上で動かしてオートフォーカス可能な構成とすることも可能である。
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
L7 第7レンズ
St 開口絞り
Ri 物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径
Di 物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔
Z1 光軸
100 撮像素子(像面)
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
L7 第7レンズ
St 開口絞り
Ri 物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径
Di 物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔
Z1 光軸
100 撮像素子(像面)
Claims (19)
- 物体側から順に、
光軸近傍で正の屈折力を有し、かつ、光軸近傍で物体側に凸面を向けた第1レンズと、
第2レンズと、
第3レンズと、
第4レンズと、
第5レンズと、
第6レンズと、
光軸近傍で像側に凹面を向け、少なくとも一方の面に変曲点を有し、両面が非球面形状である第7レンズと、
から構成される実質的に7個のレンズからなり、
前記第1レンズないし前記第7レンズがそれぞれ単レンズであることを特徴とする撮像レンズ。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
f/f67<0 (1)
ただし、
f:全系における焦点距離
f67:前記第6レンズおよび前記第7レンズの合成焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2記載の撮像レンズ。
0<f/f123<1 (2)
ただし、
f:全系における焦点距離
f123:前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第3レンズの合成焦点距離
とする。 - 前記第3レンズの物体側の面より物体側に配置された開口絞りをさらに備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の撮像レンズ。
minνd<35 (3)
ただし、
minνd:前記撮像レンズに含まれる負の屈折力を有するレンズのd線に関するアッベ数のうち、最小のアッベ数
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.2<ΣDt/ΣD<0.67 (4)
ただし、
ΣDt:前記第1レンズないし前記第7レンズの中心厚の総和
ΣD:前記第1レンズの物体側の面から前記第7レンズの像側の面までの光軸上の長さ
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.2<ΣDt/TCL<0.6 (5)
ただし、
ΣDt:前記第1レンズないし前記第7レンズの中心厚の総和
TCL:前記第1レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0<f/f1<1.1 (6)
ただし、
f:全系における焦点距離
f1:前記第1レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.2<ΣDt/ΣDa<2.6 (7)
ただし、
ΣDt:前記第1レンズないし前記第7レンズの中心厚の総和
ΣDa:前記第1レンズの像側の面から前記第7レンズの物体側の面までの光軸上の空気間隔の長さの総和
とする。 - 前記第5レンズが光軸近傍で正の屈折力を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 前記第1レンズが光軸近傍でメニスカス形状であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 前記第2レンズが光軸近傍で物体側に凸面を向けていることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 前記第3レンズが光軸近傍で物体側に凹面を向けていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 前記第4レンズが光軸近傍で物体側に凸面を向けていることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 前記第6レンズが光軸近傍で像側に凸面を向けていることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から15のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0<f/f6<1.52 (8)
ただし、
f:全系における焦点距離
f6:前記第6レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から16のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.2<f/f123<0.72 (2−1)
ただし、
f:全系における焦点距離
f123:前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第3レンズの合成焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から17のいずれか1項記載の撮像レンズ。
−2<f/f67<−0.1 (1−1)
ただし、
f67:前記第6レンズおよび前記第7レンズの合成焦点距離
とする。 - 請求項1に記載された撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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