JP7189724B2 - 撮像レンズ - Google Patents

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Description

本発明は、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関するものである。
近年、情報端末機器、家電製品、自動車等、様々な製品にカメラ機能が搭載されるようになった。今後も、カメラ機能を融合させた様々な商品開発が進んでいくものと考えられる。
このような機器に搭載される撮像レンズは、小型でありながらも高い解像性能が求められる。
従来の高性能化を目指した撮像レンズとしては、例えば、以下の特許文献１のような撮像レンズが知られている。
特許文献１には、物体側から順に、第１レンズ、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レンズを含み、前記第１レンズは正の屈折力を有し、物体側面が近軸で凸、前記第２レンズは負の屈折力を有し、前記第６レンズは物体側、および像側の少なくとも１つが変曲点を有する非球面であり、前記第７レンズは物体側、および像側の両面が非球面である撮像レンズが開示されている。
米国特許出願公開第２０１７／０２２７７３４号明細書
特許文献１に記載のレンズ構成で、広角化と低背化、および低Ｆナンバー化を図ろうとした場合、周辺部における収差補正が非常に困難であり、良好な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、広角化と低背化、および低Ｆナンバー化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。
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、平面とは光軸近傍（近軸 における形状を指すものと定義する。屈折力とは、光軸近傍（近軸）における屈折力を指すものと定義する。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。光学全長（ＴＴＬ）とは、最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から撮像面までの光軸上の距離として定義する。なお、光学全長やバックフォーカスは、撮像レンズと撮像面との間に配置されるＩＲカットフィルタやカバーガラス等の厚みを空気換算して得られる距離とする。
本発明の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、第１レンズと、開口絞りと、光軸近傍で正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有する第３レンズと、第４レンズと、光軸近傍で正の屈折力を有する第５レンズと、両面に非球面が形成された第６レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有し、像側の面が光軸近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成された第７レンズと、から構成される。
上記構成の撮像レンズは、第１レンズから第３レンズまでの前群と、第４レンズから第７レンズまでの後群とから構成される。前群は、正の合成屈折力を有し、撮像レンズの低背化を図るとともに、球面収差と軸上色収差の補正を担う。また、後群は、軸外収差や撮像素子への光線入射角度の制御を担う。
第１レンズは、第２レンズへ入射する周辺部の光線の角度を制御し、第２レンズで発生する球面収差を抑制する。
第２レンズは、正の屈折力によって撮像レンズの低背化を図る。
第３レンズは、第２レンズで発生した球面収差や色収差を補正する。
第４レンズは、コマ収差や非点収差をバランスよく補正する。
第５レンズは、正の屈折力によって撮像レンズの低背化を図るとともに、非点収差や歪曲収差を補正する。
第６レンズは、両面に形成した非球面によって非点収差、歪曲収差を補正する。
第７レンズの像側の面を、光軸近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状とすることで、歪曲収差の補正、および撮像素子への光線入射角度を制御する。
開口絞りは、第１レンズと第２レンズの間に配置することで、低Ｆナンバー化、および横収差の良好な補正を両立する。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズは、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ことが望ましい。
第１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ことで、第２レンズで発生する球面収差の抑制が可能になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズは、光軸近傍で物体側、および像側に凸面を向けた両凸形状とすることが望ましい。
第２レンズを光軸近傍で両凸形状とすることで、正の屈折力が強まり、撮像レンズの低背化がより容易になる。また、物体側、および像側の面が強い曲率になることを抑え、製造誤差感度を低減できる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けた形状とすることが望ましい。
第３レンズの物体側の面を光軸近傍で物体側に凸面を向けた形状とすることで、第２レンズで発生した球面収差や色収差の良好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は、第４レンズは、物体側の面、および像側の面を非球面とすることが望ましい。
第４レンズの物体側の面、および像側の面を非球面とすることで、非点収差やコマ収差の良好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は、第５レンズの光軸近傍における形状は、物体側の面が物体側に凹面を向け、像側の面が像側に凸面を向けていることが望ましく、さらに両面に非球面が形成されていることが望ましい。
第５レンズの物体側の面を光軸近傍で物体側に凹面を向けた形状とし、非球面を形成することで、第５レンズの物体側の面に入射する光線の入射角度が小さく抑制され、像面湾曲の良好な補正が可能になる。また、像側の面を光軸近傍で像側に凸面を向けた形状とし、非球面を形成することで、コマ収差、非点収差、および歪曲収差の良好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は、第６レンズは、光軸近傍で正の屈折力を有することが望ましい。さらに、第６レンズの光軸近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向けているとともに、像側の面が像側に凹面を向けていることが望ましい。
第６レンズの屈折力を、光軸近傍で正とすることで、撮像レンズの低背化が容易になる。
第６レンズの物体側の面を、光軸近傍で物体側に凸面を向けた形状とすることで、コマ収差、および像側の面で発生する非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。また、像側の面を光軸近傍で像側に凹面を向けた形状とすることで、非点収差、および歪曲収差の過剰な発生を抑制できる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第６レンズの物体側の面に形成された非球面は、光軸上以外の位置に極点を有する形状が望ましい。
第６レンズの物体側の面を、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状とすることで、非点収差、歪曲収差の補正をより良好に行うことができる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第７レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凸面を向けており、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状とすることが望ましい。
第７レンズの物体側の面を光軸近傍で物体側に凸面を向けた形状とし、かつ、光軸上以外の位置に極点を有する非球面を形成することで、歪曲収差の補正、および撮像素子への光線入射角度の制御をより良好に行うことができる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）４０＜νｄ７＜７０
ただし、第７レンズのｄ線に対するアッベ数である。
条件式（１）は、第７レンズのアッベ数を規定するものである。条件式（１）の範囲を満足する材料を採用することで、倍率色収差の良好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は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）ＴＴＬ／ｉｈ＜２．０
ただし、ＴＴＬは光学全長、ｉｈは最大像高である。
条件式（２）は、最大像高に対する光学全長の比を適切な範囲に規定するものである。条件式（２）の範囲を満足することで、十分に低背化された撮像レンズが得られる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．５０＜νｄ５／νｄ６＜３．５０
ただし、νｄ５は第５レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ６は第６レンズのｄ線に対するアッベ数である。
条件式（３）は、第５レンズ、および第６レンズのｄ線に対するアッベ数の関係を規定するものである。条件式（３）の範囲を満足する材料を採用することで、色収差の良好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は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．３０＜ｒ２／ｆ＜４．００
ただし、ｒ２は第１レンズの像側の面の近軸曲率半径、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（４）は、第１レンズの像側の面の光軸近傍の形状を規定するものである。条件式（４）の範囲を満足することで、球面収差の良好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は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）－０．９０＜ｒ９／ｆ＜０
ただし、ｒ９は第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（５）は、第５レンズの物体側の面の光軸近傍の形状を規定するものである。条件式（５）の範囲を満足することで、非点収差、およびコマ収差の良好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は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．２０＜ｒ１４／ｆ＜０．６０
ただし、ｒ１４は第７レンズの像側の面の近軸曲率半径、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（６）は、第７レンズの像側の面の光軸近傍の形状を規定するものである。条件式（６）の範囲を満足することで、光学全長を短く維持しながら、非点収差の良好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は、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）０．５０＜（Ｔ１／ＴＴＬ）×１００＜１．２０
ただし、Ｔ１は第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離、ＴＴＬは光学全長である。
条件式（７）は、第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔を適切な範囲に規定するための条件である。条件式（７）の範囲を満足することで、撮像レンズの低背化を図りながら、諸収差をバランスよく補正することができる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズは、光軸近傍で負、または正の屈折力を有するレンズになっている。
第１レンズの屈折力を負にする場合、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）－８．００＜ｆ１／ｆ＜－２．３０
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（８）は、第１レンズの負の屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（８）の範囲を満足することで、第２レンズで発生する球面収差を抑制する効果が高まり、良好な光学性能を維持することができる。
第１レンズの屈折力を正にする場合、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）１．００＜ｆ１／ｆ＜２．２０
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（９）は、第１レンズの正の屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（９）の範囲を満足することで、第２レンズで発生する球面収差を補正しながら、撮像レンズの低背化が容易になる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）０．５０＜ｆ２／ｆ＜１．９０
ただし、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（１０）は、第２レンズの屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（１０）の上限値を下回ることで、光学全長を短くでき、低背化が容易になる。一方、条件式（１０）の下限値を上回ることで、球面収差の発生を抑え、良好な光学性能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は、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）－５．３０＜ｆ３／ｆ＜－１．３０
ただし、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（１１）は、第３レンズの屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（１１）の範囲を満足することで、球面収差、および軸上色収差の良好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は、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）０．７０＜ｆ５／ｆ＜２．５０
ただし、ｆ５は第５レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（１２）は、第５レンズの屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（１２）の範囲を満足することで、光学全長を短くでき、低背化が容易になる。また、第５レンズのコバ部の厚みが薄くなり過ぎることを防ぎ、レンズの成型性を良好にする。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
（１３）－２．００＜ｆ７／ｆ＜－０．７０
ただし、ｆ７は第７レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（１３）は、第７レンズの屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（１３）の範囲を満足することで、低背化を維持しながら、バックフォーカスを適切に確保することが可能になる。また、撮像素子への光線入射角度を適切に制御することができる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４）－１．００＜ｒ３／ｒ４＜０．２０
ただし、ｒ３は第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｒ４は第２レンズの像側の面の近軸曲率半径である。
条件式（１４）は、第２レンズの物体側、および像側の面の近軸曲率半径を適切な範囲に規定するものである。条件式（１４）の範囲を満足することにより、製造誤差感度の低減と、球面収差の抑制を両立できる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５）１．１０＜ｒ５／ｒ６＜２．５０
ただし、ｒ５は第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｒ６は第３レンズの像側の面の近軸曲率半径である。
条件式（１５）は、第３レンズの物体側、および像側の面の近軸曲率半径を適切な範囲に規定するものである。条件式（１５）の範囲を満足することにより、球面収差、および軸上色収差の補正が容易になり、良好な光学性能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は、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６）１．００＜ｒ９／ｒ１０＜２．４０
ただし、ｒ９は第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｒ１０は第５レンズの像側の面の近軸曲率半径である。
条件式（１６）は、第５レンズの物体側、および像側の面の近軸曲率半径を適切な範囲に規定するものである。条件式（１６）の範囲を満足することにより、非点収差の補正が容易になり、良好な光学性能を維持することができる。また、第５レンズのコバ部の厚みの確保が容易となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（１７）を満足することが望ましい。
（１７）－０．５０＜ｒ１１／ｒ１２＜５．００
ただし、ｒ１１は第６レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｒ１２は第６レンズの像側の面の近軸曲率半径である。
条件式（１７）は、第６レンズの物体側、および像側の面の近軸曲率半径を適切な範囲に規定するものである。条件式（１７）の範囲を満足することにより、歪曲収差、および非点収差の補正が容易になり、良好な光学性能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は、以下の条件式（１８）を満足することが望ましい。
（１８）１．５＜Ｔ３／Ｔ４＜３．３
ただし、Ｔ３は第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離、Ｔ４は第４レンズの像側の面から第５レンズの物体側の面までの光軸上の距離である。
条件式（１８）は、第３レンズと第４レンズとの間隔、および第４レンズと第５レンズとの間隔を適切な範囲に規定するための条件である。条件式（１８）の範囲を満足することにより、コマ収差、および非点収差等の良好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は、以下の条件式（１９）を満足することが望ましい。
（１９）０．０４＜Ｄ１／ｆ＜０．０８
ただし、Ｄ１は第１レンズの光軸上の厚み、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（１９）は、第１レンズの光軸上の厚みを適切な範囲に規定するものである。条件式（１９）の上限値を下回ることで、第１レンズの光軸上の厚みが厚くなり過ぎることを防ぎ、低背化をより容易なものとする。一方、条件式（１９）の下限値を上回ることで、第１レンズの光軸上の厚みが薄くなり過ぎることを防ぎ、レンズの成型性を良好にする。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２０）を満足することが望ましい。
（２０）０．０６＜Ｄ５／ｆ＜０．１８
ただし、Ｄ５は第５レンズの光軸上の厚み、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（２０）は、第５レンズの光軸上の厚みを適切な範囲に規定するものである。条件式（２０）の上限値を下回ることで、第５レンズの光軸上の厚みが厚くなり過ぎることを防ぎ、低背化をより容易なものとする。一方、条件式（２０）の下限値を上回ることで、第５レンズの光軸上の厚みが薄くなり過ぎることを防ぎ、レンズの成型性を良好にする。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２１）を満足することが望ましい。
（２１）０．０７＜Ｄ６／ｆ＜０．１５
ただし、Ｄ６は第６レンズの光軸上の厚み、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（２１）は、第６レンズの光軸上の厚みを適切な範囲に規定するものである。条件式（２１）の上限値を下回ることで、第６レンズの光軸上の厚みが厚くなり過ぎることを防ぎ、低背化をより容易なものとする。一方、条件式（２１）の下限値を上回ることで、第６レンズの光軸上の厚みが薄くなり過ぎることを防ぎ、レンズの成型性を良好にする。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２２）を満足することが望ましい。
（２２）０．１１＜（Ｓａｇ２Ｆ＋Ｓａｇ３Ｒ－Ｓａｇ４Ｆ）／ｆ＜０．３０
ただし、Ｓａｇ２Ｆは第２レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量、Ｓａｇ３Ｒは第３レンズの像側の面の有効径端部におけるサグ量、Ｓａｇ４Ｆは第４レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式（２２）は、第２レンズの物体側の面、第３レンズの像側の面、および第４レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量の関係を規定するものである。条件式（２２）の範囲を満足することにより、球面収差の補正が容易になり、良好な光学性能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は、以下の条件式（２３）を満足することが望ましい。
（２３）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．６
ただし、ＴＴＬは光学全長、ＥＰＤは入射瞳直径である。
条件式（２３）は、光学全長と入射瞳直径の関係を規定するものである。条件式（２３）の範囲を満足することにより、光学全長を短くしながら、周辺光量の低下を抑制し、画面中心から周辺まで十分に明るい画像が得られる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２４）を満足することが望ましい。
（２４）０．１２＜Ｂｆ／ＴＴＬ＜０．２８
ただし、Ｂｆはバックフォーカス、ＴＴＬは光学全長である。
条件式（２４）は、光学全長とバックフォーカスの関係を規定するものである。条件式（２４）の範囲を満足することにより、適切なバックフォーカスを確保しながら低背化が可能となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２５）を満足することが望ましい。
（２５）０．０４＜（Ｔ１＋Ｔ２）／Σ１３ｄ＜０．１２
ただし、Ｔ１は第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離、Ｔ２は第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離、Σ１３ｄは第１レンズの物体側の面から第３レンズの像側の面までの光軸上の距離である。
条件式（２５）は、第１レンズから第３レンズまでの光軸上の間隔の関係を規定するものである。条件式（２５）の範囲を満足することにより、光学全長を短くしながら、周辺光量の低下を抑制し、画面中心から周辺まで十分に明るい画像が得られる。
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズの合成屈折力は、正であることが望ましく、さらには以下の条件式（２６）を満足することが望ましい。
（２６）０．８０＜ｆ１２３／ｆ＜１．５０
ただし、ｆ１２３は、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、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズの合成屈折力を正にすることで、撮像レンズの低背化、および球面収差と軸上色収差の良好な補正が可能になる。
条件式（２６）は、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズの合成屈折力を適切な範囲に規定するものである。条件式（２６）の範囲を満足することにより、撮像レンズの低背化を図りながら、球面収差、および軸上色収差のより良好な補正が可能になる。
本発明により、広角化、低背化、低Ｆナンバー化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解像力の高い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について、第２レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量Ｓａｇ２Ｆ、第３レンズの像側の面の有効径端部におけるサグ量Ｓａｇ３Ｒ、および第４レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量Ｓａｇ４Ｆ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、および図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。
図１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、第１レンズＬ１と、開口絞りＳＴと、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、両面に非球面が形成された第６レンズＬ６と、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有し、像側の面が光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸Ｘ上以外の位置に極点を有する非球面が形成されている第７レンズＬ７と、から構成されている。
また、第７レンズＬ７と撮像面ＩＭＧ（すなわち、撮像素子の撮像面）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。
開口絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に配置しているため、低Ｆナンバー化、および横収差の良好な補正の両立が図られている。
第１レンズＬ１は、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向け、像側の面が像側に凹面を向けたメニスカス形状になっている。そのため、第２レンズＬ２で発生する球面収差を抑制している。
また、第１レンズＬ１の物体側の面は、光軸Ｘ上以外の位置に極点を有する非球面を形成している。これにより、第２レンズＬ２への周辺部に入射する光線の入射角度が制御され、球面収差の抑制をより容易なものとしている。
なお、第１レンズＬ１の屈折力は、実施例１、実施例２、実施例３、および実施例４が負の屈折力に設定した例であり、実施例５、実施例６、および実施例７は、正に設定した例である。
第１レンズＬ１の屈折力を負に設定すれば、第２レンズＬ２で発生する球面収差を抑制する効果が高まり、正に設定すれば、第２レンズＬ２で発生する球面収差を抑制しながら低背化を容易にする。
第２レンズＬ２は、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側、および像側に凸面を向けた両凸形状になっている。そのため、製造誤差感度を低減しながら、低背化が図られている。
なお、第２レンズＬ２の像側の面は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた形状であってもよい。この場合、製造誤差感度をさらに低減でき、量産性を高めることができる。
第３レンズＬ３は、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向け、像側の面が像側に凹面を向けている。そのため、第２レンズＬ２で発生した球面収差、色収差が良好に補正されている。
また、第３レンズＬ３の像側の面は、全体が像側に向かって凹形状に形成されている。これにより、第４レンズＬ４に入射する周辺部の光線は、小さな入射角度になるよう導かれる。
第４レンズＬ４は、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向け、像側の面が像側に凹面を向けている。また、第４レンズＬ４の屈折力は、撮像レンズを構成する７枚のレンズのうち最も弱く設定されている。そのため、低背化を維持しながら、コマ収差、非点収差がバランスよく補正されている。
また、第４レンズＬ４は、両面に非球面が形成されている。物体側の面は、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けていたものが、周辺部では物体側に凹面を向けるよう変化し、像側の面は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けていたものが、周辺部では像側に凸面を向けるよう変化している。すなわち光軸Ｘの近傍では物体側に凸面を向けたメニスカス形状であったものが、周辺部では物体側に凹面を向けたメニスカス形状に反転する。これにより、第５レンズＬ５に入射する周辺部の光線が、小さな入射角度になるよう導かれる。
第５レンズＬ５は、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凹面を向け、像側の面が像側に凸面を向けているとともに、両面に非球面が形成されている。そのため、低背化を図りながら、非点収差、歪曲収差が良好に補正されている。
第６レンズＬ６は、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向け、像側の面が像側に凹面を向けている。また、両面に非球面が形成されており、物体側の面は極点を有する非球面形状になっている。そのため、非点収差、歪曲収差が良好に補正されている。
なお、第６レンズＬ６の屈折力は、実施例６のように、光軸Ｘの近傍で負であってもよい。また、実施例５、および実施例７のように、第６レンズＬ６の像側の面は、光軸Ｘの近傍で像側に凸面を向けた形状であってもよい。光軸Ｘの近傍で両面を凸面にすれば、強い曲率になることが抑制され、製造誤差感度が低減する。
第７レンズＬ７は、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有している。また、光軸Ｘの近傍における形状は、物体側の面が物体側に凸面を向け、像側の面が像側に凹面を向けている。さらに、両面に非球面が形成されており、両面ともに極点を有する非球面形状になっている。そのため、歪曲収差の補正と、撮像素子への光線入射角度の制御がより良好に行われている。
本実施の形態に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１から第７レンズＬ７のすべてが、それぞれ単レンズで構成されていることが望ましい。単レンズのみの構成は、非球面を多用することができる。本実施形態においては、すべてのレンズ面に適切な非球面を形成することで、良好な諸収差の補正が行われている。また、接合レンズを採用する場合に比較して工数を削減できるため、低コストで製作することが可能である。
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、すべ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。
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。ガラス材料を採用することで、さら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よい。
さらに、本実施形態に係る撮像レンズは、開口絞りＳＴ以外に、遮光絞りＳＨを、レンズ間に配置してもよい。低Ｆナンバー化を図る場合、軸外の諸収差、特にコマ収差の補正が困難になる。この課題を解決するため、開口絞りＳＴ以外に遮光絞りＳＨを配置し、最大像高付近の光線の一部を遮断することで、コマ収差を抑制することができる。実施例３、および実施例４は、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に遮光絞りＳＨを配置した例であり、１．５程度の低Ｆナンバーでありながらも良好な光学性能を得ている。
本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１）から（２６）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）４０＜νｄ７＜７０
（２）ＴＴＬ／ｉｈ＜２．０
（３）１．５＜νｄ５／νｄ６＜３．５
（４）０．３０＜ｒ２／ｆ＜４．００
（５）－０．９０＜ｒ９／ｆ＜０
（６）０．２０＜ｒ１４／ｆ＜０．６０
（７）０．５０＜（Ｔ１／ＴＴＬ）×１００＜１．２０
（８）－８．００＜ｆ１／ｆ＜－２．３０
（９）１．００＜ｆ１／ｆ＜２．２０
（１０）０．５０＜ｆ２／ｆ＜１．９０
（１１）－５．３０＜ｆ３／ｆ＜－１．３０
（１２）０．７０＜ｆ５／ｆ＜２．５０
（１３）－２．００＜ｆ７／ｆ＜－０．７０
（１４）－１．００＜ｒ３／ｒ４＜０．２０
（１５）１．１０＜ｒ５／ｒ６＜２．５０
（１６）１．００＜ｒ９／ｒ１０＜２．４０
（１７）－０．５０＜ｒ１１／ｒ１２＜５．００
（１８）１．５＜Ｔ３／Ｔ４＜３．３
（１９）０．０４＜Ｄ１／ｆ＜０．０８
（２０）０．０６＜Ｄ５／ｆ＜０．１８
（２１）０．０７＜Ｄ６／ｆ＜０．１５
（２２）０．１１＜（Ｓａｇ２Ｆ＋Ｓａｇ３Ｒ－Ｓａｇ４Ｆ）／ｆ＜０．３０
（２３）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．６
（２４）０．１２＜Ｂｆ／ＴＴＬ＜０．２８
（２５）０．０４＜（Ｔ１＋Ｔ２）／Σ１３ｄ＜０．１２
（２６）０．８０＜ｆ１２３／ｆ＜１．５０
ただし、
ＴＴＬ：光学全長
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
ｆ７：第７レンズＬ７の焦点距離
ｆ１２３：第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３の合成焦点距離
ｒ２：第１レンズＬ１の像側の面の近軸曲率半径
ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の近軸曲率半径
ｒ５：第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ６：第３レンズＬ３の像側の面の近軸曲率半径
ｒ９：第５レンズＬ５の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ１０：第５レンズＬ５の像側の面の近軸曲率半径
ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ１２：第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径
ｒ１４：第７レンズＬ７の像側の面の近軸曲率半径
Ｄ１：第１レンズＬ１の光軸Ｘ上の厚み
Ｄ５：第５レンズＬ５の光軸Ｘ上の厚み
Ｄ６：第６レンズＬ６の光軸Ｘ上の厚み
Ｔ１：第１レンズＬ１の像側の面から第２レンズＬ２の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
Ｔ２：第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
Ｔ３：第３レンズＬ３の像側の面から第４レンズＬ４の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
Ｔ４：第４レンズＬ４の像側の面から第５レンズＬ５の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
Σ１３ｄ：第１レンズＬ１の物体側の面から第３レンズＬ３の像側の面までの光軸Ｘ上の距離
νｄ５：第５レンズＬ５のｄ線に対するアッベ数
νｄ６：第６レンズＬ６のｄ線に対するアッベ数
νｄ７：第７レンズＬ７のｄ線に対するアッベ数
Ｓａｇ２Ｆ：第２レンズＬ２の物体側の面の有効径端部におけるサグ量
Ｓａｇ３Ｒ：第３レンズＬ３の像側の面の有効径端部におけるサグ量
Ｓａｇ４Ｆ：第４レンズＬ４の物体側の面の有効径端部におけるサグ量
Ｂｆ：バックフォーカス
ＥＰＤ：入射瞳直径
ｉｈ：最大像高
なお、上記の各条件式をすべて満足する必要はなく、それぞれの条件式を単独に満たすことで、各条件式に対応した作用効果を得ることができる。
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（２６ａ）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）４０＜νｄ７＜６０
（２ａ）ＴＴＬ／ｉｈ＜１．７５
（３ａ）１．８＜νｄ５／νｄ６＜２．８
（４ａ）０．３０＜ｒ２／ｆ＜３．７
（５ａ）－０．７５＜ｒ９／ｆ＜０
（６ａ）０．２５＜ｒ１４／ｆ＜０．５３
（７ａ）０．５５＜（Ｔ１／ＴＴＬ）×１００＜１．００
（８ａ）－５．００＜ｆ１／ｆ＜－２．８０
（９ａ）１．２０＜ｆ１／ｆ＜２．００
（１０ａ）０．６３＜ｆ２／ｆ＜１．７０
（１１ａ）－４．９０＜ｆ３／ｆ＜－１．５５
（１２ａ）０．８５＜ｆ５／ｆ＜２．２０
（１３ａ）－１．８０＜ｆ７／ｆ＜－０．８０
（１４ａ）－０．８５＜ｒ３／ｒ４＜０．１０
（１５ａ）１．５０＜ｒ５／ｒ６＜２．４０
（１６ａ）１．３０＜ｒ９／ｒ１０＜２．２０
（１７ａ）－０．３２＜ｒ１１／ｒ１２＜４．５０
（１８ａ）１．８＜Ｔ３／Ｔ４＜３．０
（１９ａ）０．０４＜Ｄ１／ｆ＜０．０７
（２０ａ）０．０８＜Ｄ５／ｆ＜０．１７
（２１ａ）０．０７＜Ｄ６／ｆ＜０．１３
（２２ａ）０．１２＜（Ｓａｇ２Ｆ＋Ｓａｇ３Ｒ－Ｓａｇ４Ｆ）／ｆ＜０．２７
（２３ａ）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．４０
（２４ａ）０．１４＜Ｂｆ／ＴＴＬ＜０．２６
（２５ａ）０．０５＜（Ｔ１＋Ｔ２）／Σ１３ｄ＜０．１１
（２６ａ）１．００＜ｆ１２３／ｆ＜１．３５
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。
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、近軸曲率半径をＲ、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 0007189724000001
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、ｉｈは最大像高を、ＴＴＬは光学全長をそれぞれ示す。また、ｉは物体側から数えた面番号、ｒは近軸曲率半径、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。
（実施例１）
基本的なレンズデータを以下の表１に示す。
Figure 0007189724000002
実施例１は、表８に示すように条件式（１）から（８）、および条件式（１０）から（２６）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におけるｄ線の収差量（実線）、タンジェンシャル像面Ｔにおけるｄ線の収差量（破線）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。
（実施例２）
基本的なレンズデータを以下の表２に示す。
Figure 0007189724000003
実施例２は、表８に示すように条件式（２）から（８）、および条件式（１０）から（２６）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。
（実施例３）
基本的なレンズデータを以下の表３に示す。
Figure 0007189724000004
実施例３は、表８に示すように条件式（２）から（８）、および条件式（１０）から（２６）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。
（実施例４）
基本的なレンズデータを以下の表４に示す。
Figure 0007189724000005
実施例４は、表８に示すように条件式（１）から（８）、および条件式（１０）から（２６）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。
（実施例５）
基本的なレンズデータを以下の表５に示す。
Figure 0007189724000006
実施例５は、表８に示すように条件式（１）から（７）、および条件式（９）から（２６）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。
（実施例６）
基本的なレンズデータを以下の表６に示す。
Figure 0007189724000007
実施例６は、表８に示すように条件式（１）から（７）、および条件式（９）から（２６）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。
（実施例７）
基本的なレンズデータを以下の表７に示す。
Figure 0007189724000008
実施例７は、表８に示すように条件式（１）から（７）、および条件式（９）から（２６）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。
表８に実施例１から実施例７に係る条件式（１）から（２６）の値を示す。
Figure 0007189724000009
本発明に係る撮像レンズを、カメラ機能を備える製品へ適用した場合、当該カメラの広角化、低背化、および低Ｆナンバー化への寄与とともに、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
ｉｈ 最大像高
ＩＲ フィルタ
ＩＭＧ 撮像面
ＳＨ 遮光絞り

Claims (12)

  1. 物体側から像側に向かって順に、
    第１レンズと、
    開口絞りと、
    光軸近傍で正の屈折力を有する第２レンズと、
    光軸近傍で負の屈折力を有する第３レンズと、
    第４レンズと、
    光軸近傍で正の屈折力を有する第５レンズと、
    両面に非球面が形成された第６レンズと、
    光軸近傍で負の屈折力を有し、像側の面が光軸近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成された第７レンズと、から構成され、
    前記第１レンズは、光軸近傍で負の屈折力を有しており、
    前記第３レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凸面を向けており、
    前記第６レンズは、光軸近傍で正の屈折力を有し、かつ光軸近傍で像側に凹面を向けており、以下の条件式（８）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    （８）－８．００＜ｆ１／ｆ＜－２．３０
    ただし、
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
    ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
  2. 前記第１レンズは、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を特徴
    とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  3. 前記第５レンズは、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に記
    載の撮像レンズ。
  4. 前記第６レンズの物体側の面は、光軸上以外の位置に極点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。
  5. 前記第７レンズの物体側の面は、光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成されて
    いることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  6. 以下の条件式（２）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。
    （２）ＴＴＬ／ｉｈ＜２．０
    ただし、
    ＴＴＬ：光学全長（バックフォーカスは空気換算長）
    ｉｈ：最大像高
  7. 物体側から像側に向かって順に、
    第１レンズと、
    開口絞りと、
    光軸近傍で正の屈折力を有する第２レンズと、
    光軸近傍で負の屈折力を有する第３レンズと、
    第４レンズと、
    光軸近傍で正の屈折力を有する第５レンズと、
    両面に非球面が形成された第６レンズと、
    光軸近傍で負の屈折力を有し、像側の面が光軸近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成された第７レンズと、から構成され、
    前記第１レンズは、光軸近傍で正の屈折力を有しており、
    前記第２レンズは、光軸近傍で物体側、および像側に凸面を向けた両凸形状であり、
    前記第５レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凹面を向けており、
    前記第６レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凸面を向けており、
    前記第７レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凸面を向けており、
    以下の条件式（１）、及び（９）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    （１）４０＜νｄ７＜７０
    （９）１．００＜ｆ１／ｆ＜２．２０
    ただし、
    νｄ７：第７レンズのｄ線に対するアッベ数
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
    ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
  8. 前記第１レンズは、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を特徴
    とする請求項７に記載の撮像レンズ。
  9. 前記第３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７に
    記載の撮像レンズ。
  10. 前記第６レンズの物体側の面は、光軸上以外の位置に極点を有することを特徴とする請
    求項７に記載の撮像レンズ。
  11. 前記第７レンズの物体側の面は、光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成されて
    いることを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
  12. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
    （２）ＴＴＬ／ｉｈ＜２．０
    ただし、
    ＴＴＬ：光学全長（バックフォーカスは空気換算長）
    ｉｈ：最大像高
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