JP2017116594A - 撮像レンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】低背及び低Ｆ値の要求に対応しながら、諸収差が良好に補正された小型の撮像レンズを提供する。【解決手段】光軸近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第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、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面の第８レンズＬ８から構成され、前記第２レンズＬ２から前記第７レンズＬ７は、それぞれ少なくとも１面に非球面が形成されており、前記第８レンズＬ８の像側の非球面上には光軸上以外の位置に極点が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、小型の撮像装置に使用されるＣＣＤセンサやＣ−ＭＯＳセンサの固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズに係り、特に、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やゲーム機、ＰＣ、ロボットなどの情報機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品や自動車等に搭載される撮像装置に内蔵する撮像レンズに関するものである。
近年、多くの情報機器にカメラ機能が搭載されることが一般的となった。また、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ等の端末機器へカメラが搭載されることは、製品の付加価値としてもはや必須の条件になっている。携帯端末機器に限らず、ウェアラブル機器、ゲーム機、ＰＣ、家電製品、ドローン等々、カメラ機能を融合させた商品の需要は今後ますます高まり、それに伴う製品開発は急速に進むと予想される。最近では、上記のような情報機器等に搭載される表示素子の大型化・高精細化を受け、撮像素子も高画素化が求められており、搭載される撮像レンズには、さらなる高性能化への要求が高まっている。
また、撮像装置に対する小型化の要求も強い。その対応として、撮像素子側では、高画素を維持して小型化を実現するため、画素サイズの微細化が急速に進んでいる。しかし、撮像素子の画素サイズが小さくなればなるほど、１画素当たりの受光光量が減少し、ノイズによる画質劣化が問題となる。その対策として撮像レンズ側には、より明るい光学系が求められており、最近ではＦ１．９以下の大口径のレンズの需要も高まっている。
しかしながら、低背、低Ｆ値の要求を同時に満足する撮像レンズを実現するには、特に、周辺部における収差補正が困難であり、画面全体にわたって良好な光学性能を確保することに課題があった。
従来の８枚で構成された撮像レンズとしては、例えば、以下の特許文献１の撮像レンズが知られている。
特許文献１には、物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群で構成し、第１群は順に正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズを有し、第２群は順に正レンズ、負レンズ、正レンズを有し、第３群は順に物体側が強い曲率を持った両凹レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス正レンズ、そして正レンズを有し、第２群と第３群の間に絞りを設けた、全体として８枚で構成された撮像レンズが開示されている。
特開２００１−１３４０５号公報
上記特許文献１に記載の撮像レンズは、３５ミリ一眼レフレックスカメラ用交換レンズに関するもので、非球面を使用することなく８枚という少ない構成で、大口径、高性能かつコンパクトであり、製造コストを大幅に削減することを目的としたレンズ系である。確かにこのレンズ系の明るさはＦ２．１を実現している。しかし、全長については、一眼レフカメラ用とあって５０ｍｍ以上であり、上述した携帯端末機器や情報機器等への適用には非常に困難なものである。また、特許文献１に記載のレンズ構成で低背化とさらなる低Ｆ値化を図ろうとした場合、すべての面が球面で構成されているため、周辺部における収差補正は非常に困難であり、近年要求されている高い光学性能を得ることはできない。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、上述した携帯端末機器や情報機器等へ適用可能な小型、低背、低Ｆ値の要求をバランスよく満足するとともに、諸収差が良好に補正された高い解像力を備える撮像レンズを提供することを目的とする。
なお、ここでいう低背とは、光学全長が１８ｍｍ以下で全長対角比が１．３以下のレベルを、低Ｆ値とはＦ１．８以下の明るさを、それぞれ指している。なお、全長対角比を表す際の対角の長さは、撮像レンズに最大画角から入射した光線が撮像面に結像する位置の光軸から垂直な高さ、すなわち最大像高の２倍の長さであり、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さと同じパラメータとして扱う。
また、本発明において使用する用語に関し、レンズの面の凸面、凹面とは近軸（光軸近傍）における形状を指すものと定義し、極点とは接平面が光軸と垂直に交わる光軸上以外における非球面上の点として定義する。さらに、光学全長は、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光の収束・発散作用に寄与しない光学素子の厚みを空気換算したときの、最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離として定義する。
本発明による撮像レンズは、固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、光軸近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第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、第７レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面の第８レンズから構成され、前記第２レンズから前記第７レンズは、それぞれ少なくとも１面に非球面が形成されており、前記第８レンズの像側の非球面上には光軸上以外の位置に極点が形成されている。
上記構成における撮像レンズは、第１レンズの屈折力を強めることで低背化を図り、第２レンズ，第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズにそれぞれ、少なくとも１面に非球面を形成することによって、低背化を維持しながら、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差をバランスよく補正する。第８レンズは、光軸近傍で像側に凹面を向けたレンズであり、両面に形成した非球面によって、球面収差や周辺部の像面湾曲と歪曲収差の補正をする。また、第８レンズの像側の面は極点を有する非球面形状になっているため、撮像素子への光線入射角度を適切なものとする。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）０．５＜Σｄ／ｆ＜２．１
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、Σｄは第１レンズの物体側の面から第８レンズの像側の面までの光軸上の距離である。
条件式（１）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズの物体側の面から第８レンズの像側の面までの光軸上の距離を規定するものであり、光学全長の短縮化を図るための条件である。条件式（１）の上限値を上回る場合、光軸方向の寸法が長くなりすぎてしまい、光学全長の短縮が困難となる。一方、条件式（１）の下限値を下回る場合、撮像レンズ全系の焦点距離が相対的に長くなり過ぎることで、画角が狭くなり、さらに各レンズにおいて十分な肉厚もしくはコバ厚を確保できなくなる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、全てのレンズは隣り合うレンズと空気間隔を置いて配置することが望ましい。
隣り合うレンズのレンズ面を接合することなく、全てのレンズを空気間隔を置いて配置することにより、非球面を形成できる面数が増えるため、諸収差の補正をより好適に補正することが可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．１＜Ｐｈ８２／ｉｈ＜０．９
ただし、Ｐｈ８２は第８レンズの像側の面に形成された極点の光軸から垂直な高さ、ｉｈは最大像高である。
条件式（２）は、イメージサイズに対する第８レンズの像側の面に形成された極点の光軸から垂直な高さを規定するものである。条件式（２）の範囲を満足することで、撮像レンズの低背化、低Ｆ値化に伴う軸外の非点収差及び像面湾曲の悪化を好適に補正することが可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第２レンズは光軸近傍で物体側が凸面であることが望ましい。
第２レンズの物体側の面を凸面にすることで、入射する光線の屈折角を小さく抑えられるため、この面で発生する高次収差を抑制することが容易になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第３レンズは光軸近傍でメニスカス形状であることが望ましい。
第３レンズを光軸近傍でメニスカス形状にすることで、像面湾曲をより好適に補正することが可能になる。
また、上記構成の撮像レンズは、第１レンズから第６レンズを前群とした場合、前群の合成屈折力は正であり、第７レンズ、及び第８レンズを後群とした場合、後群の合成屈折力は負であることが望ましい。このような屈折力の配分により、テレフォト性を維持することができる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第７レンズ、及び第８レンズは負の屈折力を有することが望ましい。
第７レンズ、及び第８レンズを負の屈折力にすることで、像側に配置された２枚のレンズに負のパワーをバランスよく分担させる事が出来る。これは、入射光線の角度を制御し、非点収差を補正するとともに、撮像素子への主光線入射角度の制御、並びに像面湾曲、歪曲収差の好適な補正に有効となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第７レンズは光軸近傍でメニスカス形状であることが望ましい。
第７レンズを光軸近傍でメニスカス形状にすることで、像面湾曲のより好適な補正が可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．３＜ｒ１３／ｒ１４＜４．９
ただし、ｒ１３は第７レンズの物体側面の曲率半径、ｒ１４は第７レンズの像側面の曲率半径である。
条件式（３）は、第７レンズの物体側、及び像側の面の近軸曲率半径の関係を規定するものであり、球面収差を良好に補正しつつ、光学全長の短縮と製造誤差に対する感度を緩和させるための条件である。第７レンズを光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とする場合、条件式（３）の上限値を上回ると、第７レンズの像側の面のパワーが強くなりすぎてしまう。従ってこの面で発生する収差が増大し、製造誤差に対する感度が高まる。一方、第７レンズを光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状とする場合、条件式（３）の下限値を下回ると、第７レンズの物体側の面のパワーが強くなりすぎてしまう。従って、この面で発生する収差が増大し、製造誤差に対する感度が高まる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第８レンズはプラスチック材料を採用することが望ましい。
第８レンズにプラスチック材料を採用することで、両面に形成された非球面形状を安定して得ることが可能で、かつ低コスト化も望める。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．２＜ｒ１６／ｆ＜０．８
ただし、ｒ１６は第８レンズの像側面の曲率半径、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（４）は、第８レンズの像側の面の曲率半径を適切に設定する条件であり、非点収差、コマ収差、歪曲収差の発生を抑制しながら低背化を図るための条件である。条件式（４）の上限値を上回る場合、第８レンズの像側の面の負の屈折力が弱くなりすぎてしまい、非点収差やコマ収差の補正が困難になる。一方、条件式（４）の下限値を下回る場合、第８レンズの像側の面の負の屈折力が強くなりすぎてしまい、光学全長の短縮および歪曲収差の補正が困難になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．４＜｜ｆ／ｆ７｜ ＋ ｜ｆ／ｆ８｜＜２．２
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ７は第７レンズの焦点距離、ｆ８は第８レンズの焦点距離である。
条件式（５）は、第７レンズの焦点距離と第８レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、条件式の範囲とすることで光学全長を効果的に短縮する事が可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１５＜νｄ８−νｄ７＜５２
ただし、νｄ７は第７レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ８は第８レンズのｄ線に対するアッベ数である。
条件式（６）は、第７レンズおよび第８レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものであり、色収差を良好に補正するための条件である。条件式（６）の範囲を満足する材料を採用することで、色収差を良好に補正できる。また、条件式の範囲となる材料は、安価なプラスチック材料の選択が可能であることをも示すものであり、撮像レンズの低コスト化に寄与する。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）ｆ１２３／ｆ＜３．５
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ１２３は第１レンズと第２レンズと第３レンズの合成焦点距離である。
条件式（７）は、第１レンズと第２レンズと第３レンズの合成焦点距離と、全系の焦点距離との関係を規定するものである。条件式（７）の上限値を上回る場合、第１レンズと第２レンズと第３レンズの合成屈折力が弱くなり過ぎてしまい、光学全長の短縮が困難となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）−１．９＜ｆ／ｆ８＜−０．０７
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ８は第８レンズの焦点距離である。
条件式（８）は、撮像レンズ全系の焦点距離と第８レンズの焦点距離との関係を規定するものである。条件式（８）の上限値を上回る場合、第８レンズの負の屈折力が弱くなり過ぎてしまい、像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（８）の下限値を下回る場合、第８レンズの負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、結像面（撮像素子）への主光線入射角が大きくなり過ぎるため好ましくない。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）０．６＜ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．３
ただし、ＴＴＬは光学全長、ｉｈは最大像高である。
条件式（９）は全長対角比を規定するものである。条件式（９）の上限値を上回る場合、光学全長が長くなりすぎるため、低背化の要求への対応が困難となる。一方、条件式（９）の下限値を下回る場合、光学全長が短くなり過ぎるため、諸収差の補正が困難になるとともに、製造時の誤差感度も高くなるため好ましくない。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）０．５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｉｈは最大像高である。
条件式（１０）は、撮影画角の範囲を規定するものである。条件式（１０）の上限値を上回る場合、画角が広くなりすぎて収差を良好に補正できる範囲を超えることにより特に画面周辺部における諸収差の補正が困難になり、周辺部の画質劣化が起こりやすくなる。一方、条件式（１０）の下限値を下回る場合、収差補正は容易に行えるため、画質の向上には有利になるが、広角化への対応が不十分となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）Ｆｎｏ≦１．８
ただし、ＦｎｏはＦナンバーである。
条件式（１１）は、Ｆナンバーを規定するものである。撮像素子は画素サイズが小さくなる程、撮像レンズから取り込める光量が低下する傾向になるため、明るい画像を得ることが困難になりやすい。この問題を撮像素子側で感度を上げて対応しようとすると、ノイズ等の発生により、画質の劣化が起こりやすくなる。従って、撮像レンズ側から出射する光量を増やすことが有効な手段となる。条件式（１１）の範囲を満足することで、近年の高密度化された撮像素子への適応が可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）｜ｆ／ｆ４｜＋｜ｆ／ｆ５｜＋｜ｆ／ｆ６｜＜２．８
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ４は第４レンズの焦点距離、ｆ５は第５レンズの焦点距離、ｆ６は第６レンズの焦点距離である。
条件式（１２）は、第４レンズの焦点距離と第５レンズの焦点距離と第６レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものである。条件式（１２）の上限値を上回る場合、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズの光学系に占めるパワーが強くなり過ぎるため、製造誤差に対する感度が敏感になるため好ましくない。
本発明により、低背化、低Ｆ値化の要求を満足し、且つ、諸収差が良好に補正された高解像力を備えた小型の撮像レンズを得ることができる。
本発明の実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例１の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例２の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例５の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例６の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例７の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例７の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 本発明の実施例に係る撮像レンズの第８レンズについて、像側の面に形成された極点の光軸から垂直な高さＰｈ８２を説明するための図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３はそれぞれ、本発明の実施形態の実施例１から７に係る撮像レンズの概略構成図を示している。以下に本実施形態の撮像レンズの構成について説明する。
それぞれの図に示すように、本実施形態の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、光軸近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、少なくとも１面が非球面の第２レンズＬ２と、少なくとも１面が非球面の第３レンズＬ３と、少なくとも１面が非球面の第４レンズＬ４と、少なくとも１面が非球面の第５レンズＬ５と、少なくとも１面が非球面の第６レンズＬ６と、少なくとも１面が非球面の第７レンズＬ７と、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面の第８レンズＬ８とから構成されており、第８レンズＬ８の像側の非球面上には光軸上以外の位置に極点Ｐｈ８２が形成されている。
それぞれの実施例において、第２レンズＬ２から第８レンズＬ８の屈折力を正にするか負にするか、また、第１レンズＬ１の像側の面から第７レンズＬ７の像側の面の形状を光軸近傍で凸面にするか、凹面にするかについては、様々な選択が可能であり、それぞれの実施例は所期の性能を実現するための最適な組み合わせが取られている。
より詳細には、実施例１のパワー配列は、物体側から順に正負正負正負負負となっており、実施例２、及び実施例３は物体側から順に正負正負正正負負となっており、実施例４から実施例６は物体側から順に正正負正負正負負となっており、実施例７は物体側から順に正正負正正正負負となっている。すなわち、第１レンズＬ１が正の屈折力であり、第７レンズＬ７、及び第８レンズＬ８が負の屈折力となる条件がすべての実施例に共通した構成になっている。また、それぞれのレンズ面の形状は、実施例１から実施例７を通して、第１レンズＬ１、及び第２レンズＬ２の物体側の面が光軸近傍で凸面であり、第８レンズＬ８の像側の面が光軸近傍において凹面であり、第３レンズＬ３と第７レンズＬ７が光軸近傍でメニスカス形状に形成されていることが、すべての実施例に共通した面構成になっている。
開口絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配置されている。なお、開口絞りＳＴの位置は実施例５のように、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置してもよい。
また、第８レンズＬ８と像面ＩＭＧとの間には赤外線カットフィルタやカバーガラス等のフィルタＩＲが配置されている。なお、このフィルタＩＲは省略することが可能である。フィルタＩＲの厚みによって光学系の結像位置は変化するため、本発明における光軸方向の距離は、これらの光の収束・発散作用に寄与しない光学素子の厚みを空気換算した距離として定義している。
次に、図１を参照して本実施形態の構成について詳細に説明する。
本実施形態において、第１レンズＬ１は光軸近傍で両凸形状であり、強い正の屈折力を与えることで低背化が図られている。なお、第１レンズＬ１の形状は、両凸形状に限らず、図１１に示す実施例６のように光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状であっても良い。
第２レンズＬ２は、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で、両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズである。なお、第２レンズＬ２の形状や屈折力は上記に限定されない。図７、図９、図１３に示す実施例４、実施例５、実施例７は、光軸近傍で両凸形状で正の屈折力を有する例である。また、図１１に示す実施例６は、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する例である。
第３レンズＬ３は、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された正の屈折力を有するレンズである。なお、第３レンズＬ３の形状や屈折力は上記に限定されない。図３、図５に示す実施例２、実施例３のように、光軸近傍で像側に凸面を向けたメニスカス形状であっても良い。また、図７、図９、図１１、図１３に示す実施例４、実施例５、実施例６、実施例７では、第３レンズＬ３の屈折力が負になる例である。
第４レンズＬ４は、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズである。なお、第４レンズＬ４の形状や屈折力は上記に限定されない。図７に示す実施例４は光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する例であり、図９、図１１、図１３に示す実施例５、実施例６、実施例７では、光軸近傍で物体側と像側に凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する例である。
第５レンズＬ５は、光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された正の屈折力を有するレンズである。なお、第５レンズＬ５の形状や屈折力は上記に限定されない。図３に示す実施例２のように、光軸近傍で物体側および像側が凸面の両凸形状で正の屈折力を有するようしてもよいし、図５、図１３に示す実施例３、実施例７のように、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で、正の屈折力を有するようにしてもよい。さらに、図７、図９、図１１に示す実施例４、実施例５、実施例６のように、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有するようにしてもよい。
第６レンズＬ６は、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズである。なお、第６レンズＬ６の形状や屈折力は上記に限定されない。図３、図５、図７、図９、図１１に示す実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６は光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する例であり、図１３に示す実施例７は、光軸近傍で物体側と像側に凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する例である。
このように、第２レンズＬ２から第６レンズＬ６には、適切な正または負の屈折力を与え、かつそれぞれの面を非球面で形成することによって、低背化を維持しながら、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を補正している。
第７レンズＬ７は、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズである。なお、第７レンズＬ７の形状は光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状に限らず、図３、図５に示す実施例２、実施例３のように光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状であっても良い。
第８レンズＬ８は、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズである。両面に形成した非球面は、球面収差や周辺部の像面湾曲と歪曲収差を補正している。また、第８レンズＬ８の像側の面は光軸Ｘ上以外の位置に極点Ｐｈ８２を有する非球面形状になっているため、撮像素子ＩＭＧへの光線入射角度を適切なものとしている。なお、第８レンズＬ８の形状は光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状に限定されない。図７に示す実施例４は光軸近傍で物体側と像側に凹面を向けた両凹形状になる例である。
また、上記構成の撮像レンズは、第１レンズＬ１から第６レンズＬ６を前群とした場合、前群の合成屈折力は正であり、第７レンズＬ７、及び第８レンズＬ８を後群とした場合、後群の合成屈折力は負になっており、このような屈折力の配分により、テレフォト性が維持される。
本実施の形態に係る撮像レンズは、全てのレンズにプラスチック材料を採用することで製造を容易にし、低コストでの大量生産を可能にしている。また、全てのレンズの両面に適切な非球面を形成しており、諸収差をより好適に補正している。
なお、採用するレンズ材料はプラスチック材料に限定されるものではない。パワーの大きなレンズに対してガラス材料を採用すれば、雰囲気温度の変化に伴う像点移動による画質劣化を抑制し、更なる高性能化を目指すことも可能である。また、すべてのレンズ面を非球面で形成することが望ましいが、要求される性能によっては、製造が容易な球面を採用しても良い。
本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１）から（１２）を満足することにより、好ましい効果を奏するものである。
（１）０．５＜Σｄ／ｆ＜２．１
（２）０．１＜Ｐｈ８２／ｉｈ＜０．９
（３）０．３＜ｒ１３／ｒ１４＜４．９
（４）０．２＜ｒ１６／ｆ＜０．８
（５）０．４＜｜ｆ／ｆ７｜ ＋ ｜ｆ／ｆ８｜＜２．２
（６）１５＜νｄ８−νｄ７＜５２
（７）ｆ１２３／ｆ＜３．５
（８）−１．９＜ｆ／ｆ８＜−０．０７
（９）０．６＜ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．３
（１０）０．５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
（１１）Ｆｎｏ≦１．８
（１２）｜ｆ／ｆ４｜＋｜ｆ／ｆ５｜＋｜ｆ／ｆ６｜＜２．８
ただし、
Σｄ：第１レンズＬ１の物体側の面から第８レンズＬ８の像側の面までの光軸Ｘ上の距離
Ｐｈ８２：第８レンズＬ８の像側の面に形成された極点の光軸Ｘから垂直な高さ
ｉｈ：最大像高
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
ｆ６：第６レンズＬ６の焦点距離
ｆ７：第７レンズＬ７の焦点距離
ｆ８：第８レンズＬ８の焦点距離
ｆ１２３：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成焦点距離
ｒ１３：第７レンズＬ７の物体側の面の曲率半径
ｒ１４：第７レンズＬ７の像側の面の曲率半径
ｒ１６：第８レンズＬ８の像側の面の曲率半径
Ｆｎｏ：Ｆナンバー
νｄ７：第７レンズＬ７のｄ線に対するアッベ数
νｄ８：第８レンズＬ８のｄ線に対するアッベ数
ＴＴＬ：光学全長
また、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ａ）から（１２ａ）を満足することにより、より好ましい効果を奏するものである。
（１ａ）０．７７＜Σｄ／ｆ＜１．７４
（２ａ）０．２４＜Ｐｈ８２／ｉｈ＜０．７２
（３ａ）０．４５＜ｒ１３／ｒ１４＜４．０８
（４ａ）０．２８＜ｒ１６／ｆ＜０．６５
（５ａ）０．６＜｜ｆ／ｆ７｜ ＋ ｜ｆ／ｆ８｜＜１．８１
（６ａ）２３＜νｄ８−νｄ７＜４３
（７ａ）ｆ１２３／ｆ＜２．９１
（８ａ）−１．５９＜ｆ／ｆ８＜−０．１
（９ａ）０．７７＜ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．１９
（１０ａ）０．５７＜ｉｈ／ｆ＜０．８１
（１１ａ）１．０≦Ｆｎｏ≦１．８
（１２ａ）｜ｆ／ｆ４｜＋｜ｆ／ｆ５｜＋｜ｆ／ｆ６｜＜２．３２
ただし、各条件式の符号は前の段落での説明と同様である。
さらに、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ｂ）から（１０ｂ）、（１２ｂ）を満足することにより、特に好ましい効果を奏するものである。
（１ｂ）０．９１≦Σｄ／ｆ≦１．５６
（２ｂ）０．３１≦Ｐｈ８２／ｉｈ≦０．６３
（３ｂ）０．５２≦ｒ１３／ｒ１４≦３．６７
（４ｂ）０．３２≦ｒ１６／ｆ≦０．５７
（５ｂ）０．７≦｜ｆ／ｆ７｜ ＋ ｜ｆ／ｆ８｜≦１．６２
（６ｂ）２６＜νｄ８−νｄ７＜３９
（７ｂ）ｆ１２３／ｆ≦２．６１
（８ｂ）−１．４３≦ｆ／ｆ８≦−０．１２
（９ｂ）０．８６≦ＴＴＬ／２ｉｈ≦１．１４
（１０ｂ）０．６０≦ｉｈ／ｆ≦０．７７
（１２ｂ）｜ｆ／ｆ４｜＋｜ｆ／ｆ５｜＋｜ｆ／ｆ６｜≦２．０８
ただし、各条件式の符号は前々段落での説明と同様である。
図１５は条件式（２）、（２ａ）、（２ｂ）におけるパラメータＰｈ８２の位置を示す図である。図１５に示すように、第８レンズＬ８の像側の面に形成された極点Ｐｈ８２とは、光軸Ｘ上以外で接平面が光軸Ｘに垂直に交わる当該非球面上の点を意味している。
本実施形態において、レンズ面の非球面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき数式１により表わされる。
Figure 2017116594
次に、本実施形態に係る撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、ｉは物体側から数えた面番号、ｒは曲率半径、ｄは光軸上のレンズ面間の距離（面間隔）、Ｎｄはｄ線（基準波長）の屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面に関しては、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示す。
基本的なレンズデータを以下の表１に示す。
Figure 2017116594
実施例１の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図２は実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。球面収差図は、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｄ線（５８８ｎｍ）、Ｃ線（６５６ｎｍ）の各波長に対する収差量を示している。また、非点収差図にはサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおけるｄ線の収差量をそれぞれ示している（図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４においても同じ）。図２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表２に示す。
Figure 2017116594
実施例２の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図４は実施例２の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表３に示す。
Figure 2017116594
実施例３の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図６は実施例３の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表４に示す。
Figure 2017116594
実施例４の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図８は実施例４の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図８に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表５に示す。
Figure 2017116594
実施例５の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図１０は実施例５の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１０に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表６に示す。
Figure 2017116594
実施例６の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図１２は実施例６の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
基本的なレンズデータを以下の表７に示す。
Figure 2017116594
実施例７の撮像レンズは、表８に示すように条件式（１）から（１２）を満たしている。
図１４は実施例７の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
以下の表８に実施例１から実施例７にかかる各パラメータ値、及び条件式（１）から条件式（１２）の値を示す。
Figure 2017116594
本発明に係る８枚構成の撮像レンズを、低背化、低Ｆ値化が進むスマートフォンや携帯端末機器等、ゲーム機やＰＣ、ロボットなどの情報機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品や自動車等に搭載される撮像装置へ適用した場合、当該カメラの低背化および低Ｆ値化への寄与とともにカメラの高性能化を図ることができる。
ＳＴ 開口絞り
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
Ｌ８ 第８レンズ
ｉｈ 最大像高
Ｐｈ８２ 第８レンズの像側の面に形成された極点

Claims (19)

  1. 固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、光軸近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第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、第７レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面の第８レンズから構成され、前記第２レンズから前記第７レンズは、それぞれ少なくとも１面に非球面が形成されており、前記第８レンズの像側の非球面上には光軸上以外の位置に極点が形成されていることを特徴とする撮像レンズ。
  2. 以下の条件式（１）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。
    （１）０．５＜Σｄ／ｆ＜２．１
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    Σｄ：第１レンズの物体側の面から第８レンズの像側の面までの光軸上の距離
  3. 前記第１レンズから前記第８レンズの、それぞれ隣り合うレンズのレンズ面は互いに接合されず、空気間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  4. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１又は３に記載の撮像レンズ。
    （２）０．１＜Ｐｈ８２／ｉｈ＜０．９
    ただし、
    Ｐｈ８２：第８レンズの像側の面に形成された極点の光軸から垂直な高さ
    ｉｈ：最大像高
  5. 前記第２レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  6. 前記第３レンズは、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に記載の撮像レンズ。
  7. 前記第７レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  8. 前記第７レンズは、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７に記載の撮像レンズ。
  9. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。
    （３）０．３＜ｒ１３／ｒ１４＜４．９
    ただし、
    ｒ１３：第７レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ１４：第７レンズの像側の面の曲率半径
  10. 前記第８レンズは、負の屈折力を有し、プラスチック材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  11. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の撮像レンズ。
    （４）０．２＜ｒ１６／ｆ＜０．８
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｒ１６：第８レンズの像側の面の曲率半径
  12. 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。
    （５）０．４＜｜ｆ／ｆ７｜＋｜ｆ／ｆ８｜＜２．２
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ７：第７レンズの焦点距離
    ｆ８：第８レンズの焦点距離
  13. 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。
    （６）１５＜νｄ８−νｄ７＜５２
    ただし、
    νｄ７：第７レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄ８：第８レンズのｄ線に対するアッベ数
  14. 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。
    （７）ｆ１２３／ｆ＜３．５
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ１２３：第１レンズと第２レンズと第３レンズとの合成焦点距離
  15. 以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の撮像レンズ。
    （８）−１．９＜ｆ／ｆ８＜−０．０７
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ８：第８レンズの焦点距離
  16. 以下の条件式（９）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。
    （９）０．６＜ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．３
    ただし、
    ＴＴＬ：光学全長
    ｉｈ：最大像高
  17. 以下の条件式（１０）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。
    （１０）０．５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｉｈ：最大像高
  18. 以下の条件式（１１）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。
    （１１）Ｆｎｏ≦１．８
    ただし、
    Ｆｎｏ：Ｆナンバー
  19. 以下の条件式（１２）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。
    （１２）｜ｆ／ｆ４｜＋｜ｆ／ｆ５｜＋｜ｆ／ｆ６｜＜２．８
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ４：第４レンズの焦点距離
    ｆ５：第５レンズの焦点距離
    ｆ６：第６レンズの焦点距離

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