JP2020067525A

JP2020067525A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2020067525A
Application number: JP2018199085A
Authority: JP
Inventors: 尚生深谷; Hisao Fukaya
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Kantatsu Co Ltd
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2038-10-23
Also published as: CN113640948B; CN211149035U; CN111090165A; JP6821276B2; US20210364763A1; CN113640948A; CN111090165B; US11262546B2; US12007535B2; US20210033821A1

Abstract

【課題】広角、低背、低Ｆナンバーの要求を満足しながら良好な光学特性を備える撮像レンズを提供する。【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、像側に凸面を向けた第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６と、物体側の面が物体側に凹面を向け、像側の面が像側に凹面を向け光軸上以外の位置に極点を有する非球面である負の第７レンズＬ７と、から構成され、すべて単レンズで構成され、第５レンズの像側の面は、像側に凹面を向け光軸以外の位置に極点を有する非球面であり、第６レンズは、物体側の面が物体側に凸面を向け光軸上以外の位置に極点を有する非球面であり、かつ、像側の面が像側に凸面を向け、第７レンズの物体側の面は物体側に凹面を向け、条件式１．８＜νｄ３／νｄ４＜４．０を満足する。ただし、νｄ３、νｄ４：それぞれ第３、第４レンズのｄ線に対するアッベ数。【選択図】図１

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、光軸近傍で正の屈折力を有する第１レンズと、第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた第３レンズと、第４レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有する第５レンズと、光軸近傍で正の屈折力を有する第６レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有し、光軸近傍で像側の面が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レンズおよび第２レンズからなる第１群と、第３レンズおよび第４レンズからなる第２群と、第５レンズから第７レンズまでの第３群と、から構成される。第１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。第２群は、第１群で補正しきれなかった球面収差と軸上色収差の補正と、軸外収差の補正を担う。また、第３群は、軸外収差の補正と、撮像素子への光線入射角度の制御を担う。

第１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２レンズは、球面収差、および軸上色収差を補正する。

第３レンズは、像側の面を光軸近傍で像側に凸面とすることで、第２レンズで補正しきれなかった球面収差および軸上色収差と、コマ収差、非点収差を補正する。

第４レンズは、球面収差、コマ収差、および非点収差を補正する。

第５レンズは、負の屈折力によってコマ収差、非点収差、および歪曲収差を補正する。

第６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、コマ収差、および非点収差を補正する。

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、非点収差、および歪曲収差の補正と、撮像素子への光線入射角度の制御を行う。

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、撮像レンズの低背化を図りながら、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２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、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、第３レンズは、光軸近傍で正の屈折力を有することが望ましく、さらには、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、すなわち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、球面収差、コマ収差、および非点収差の補正が容易になる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズは、光軸近傍で負の屈折力を有することが望ましく、さらには、光軸近傍で物体側に凹面を向けた形状とすることが望ましい。

第４レンズの屈折力を、光軸近傍で負とすることで、球面収差、コマ収差、および非点収差の良好な補正が可能になる。

第４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することで、第３レンズの像側の凸面で発生する収差をバランスよく相殺させることができる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第５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、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５レンズの像側の面は、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ていることが望ましい。

第５レンズの像側の面を光軸近傍で像側に凹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、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レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凸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ていることが望ましい。

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、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、第６レンズの像側の面は、光軸近傍で像側に凸面を向けた形状であることが望ましい。

第６レンズの像側の面を、光軸近傍で像側に凸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７レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凹面を向けた形状であることが望ましい。

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、および歪曲収差の補正を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１レンズから第７レンズのすべてが、それぞれ単レンズで構成されることが望ましい。

すべてのレンズを、それぞれ単レンズで構成することで、すべてのレンズ面に適切な非球面を形成することができ、諸収差のより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（１）を満足することが望ましい。
（１）１．８＜νｄ３／νｄ４＜４．０
ただし、νｄ３は第３レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ４は第４レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（１）は、第３レンズ、および第４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（１）の範囲を満足する材料を採用することで、軸上色収差、および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）０．８０＜Ｔ２／Ｔ３＜１５．０
ただし、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、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である。

条件式（２）は、第２レンズと第３レンズとの間隔、および第３レンズと第４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（２）の範囲を満足することにより、低背化を維持しながら、球面収差、コマ収差、非点収差、および歪曲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、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．７０＜Σｄ／ｆ＜１．３０
ただし、Σｄは第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距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。

条件式（３）は、第１レンズから第７レンズまでの光軸上の距離と焦点距離の関係を規定するものである。条件式（３）の範囲を満足することにより、低背化を維持しながら、適切なバックフォーカスの確保が可能となる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）６．０＜（Ｄ６／ＴＴＬ）×１００＜１３．０
ただし、Ｄ６は第６レンズの光軸上の厚み、ＴＴＬは光学全長である。

条件式（４）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（４）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（４）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（５）を満足することが望ましい。
（５）０．３０＜ｒ１／ｆ＜０．６０
ただし、ｒ１は第１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１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、球面収差の過剰な発生を抑えながら、低背化が可能になる。

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）０．３０＜ｒ１４／ｆ＜１．２０
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、成型性を良好に保ちながら、撮像素子への光線入射角度の制御が容易になる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）０．５０＜ｒ３／ｒ４＜２．５０
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（７）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（７）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（８）を満足することが望ましい。
（８）ｒ５／ｒ６＜−０．３０
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（８）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（８）の範囲を満足することで、歪曲収差、コマ収差、および非点収差を抑制し、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（９）を満足することが望ましい。
（９）０．７５＜ｒ９／ｒ１０＜６．４０
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（９）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（９）の範囲を満足することで、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、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）−１．５０＜ｒ１１／ｒ１２＜−０．４５
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（１０）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（１０）の範囲を満足することで、非点収差、および歪曲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、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）０．６５＜ｆ１／ｆ＜１．７５
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（１１）は、第１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（１１）の下限値を上回ることで、球面収差を抑制し、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（１２）を満足することが望ましい。
（１２）０．７５＜ｆ３／ｆ＜３．４０
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（１２）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（１２）の範囲を満足することで、球面収差、コマ収差、および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（１３）を満足することが望ましい。
（１３）−３．３０＜ｆ４／ｆ＜−０．７０
ただし、ｆ４は第４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４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、球面収差、コマ収差、および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（１４）を満足することが望ましい。
（１４）−３０．０＜ｆ５／ｆ＜−０．７０
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（１４）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（１４）の範囲を満足することで、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、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５）０．３０＜ｆ６／ｆ＜０．７５
ただし、ｆ６は第６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（１５）は、第６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（１５）の範囲を満足することで、低背化を維持しながら、コマ収差、および非点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、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６）−０．７０＜ｆ７／ｆ＜−０．３５
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（１６）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（１６）の範囲を満足することで、非点収差、および歪曲収差を抑えながら、適切なバックフォーカスの確保が可能となる。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（１７）を満足することが望ましい。
（１７）０．８０＜ｆ１２／ｆ＜２．３０
ただし、ｆ１２は第１レンズ、および第２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。

条件式（１７）は、第１レンズ、および第２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（１７）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、球面収差の過剰な発生を抑えることができる。

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）０．０５＜Ｄ５／ｆ＜０．１３
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（１８）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（１８）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（１８）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（１９）を満足することが望ましい。
（１９）０．０５＜Ｔ６／ｆ＜０．１５
ただし、Ｔ６は第６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距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。

条件式（１９）は、第６レンズと第７レンズとの間隔を適切な範囲に規定するものである。条件式（１９）の範囲を満足することにより、撮像レンズの低背化を維持しながら、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（２０）を満足することが望ましい。
（２０）８．５＜（Ｄ１／ＴＴＬ）×１００＜２２．０
ただし、Ｄ１は第１レンズの光軸上の厚み、ＴＴＬは光学全長である。

条件式（２０）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（２０）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（２０）の下限値を上回ることで、球面収差を抑制して良好な光学性能を維持するとともに、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（２１）を満足することが望ましい。
（２１）０．０４＜Ｔ１／Ｔ２＜０．８０
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である。

条件式（２１）は、第１レンズと第２レンズとの間隔、および第２レンズと第３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（２１）の範囲を満足することにより、適切な間隔を確保できるとともに、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（２２）を満足することが望ましい。
（２２）０．０７＜Ｔ３／Ｔ４＜１．２０
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（２２）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（２２）の範囲を満足することにより、適切な間隔を確保できるとともに、非点収差、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、以下の条件式（２３）を満足することが望ましい。
（２３）ｒ１＜ｒ２
ただし、ｒ１は第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｒ２は第１レンズの像側の面の近軸曲率半径である。

条件式（２３）は、第１レンズの物体側の面、および像側の面の近軸曲率半径の関係を規定するものである。条件式（２３）の関係を満足することにより、球面収差を抑制しながら撮像レンズの低背化を図ることができる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２４）を満足することが望ましい。
（２４）−１．７０＜ｆ６／ｆ７＜−０．５０
ただし、ｆ６は第６レンズの焦点距離、ｆ７は第７レンズの焦点距離である。

条件式（２４）は、第６レンズの焦点距離と第７レンズの焦点距離の関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（２４）の上限値を下回ることで、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。一方、条件式（２４）の下限値を上回ることで、非点収差、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、以下の条件式（２５）を満足することが望ましい。
（２５）０＜｜Ｓａｇ３Ｆ−Ｓａｇ４Ｒ｜／ｆ＜０．２０
ただし、Ｓａｇ３Ｆは第３レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量、Ｓａｇ４Ｒは第４レンズの像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（２５）は、第３レンズの物体側の面、および第４レンズの像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（２５）の上限値を下回ることで、コマ収差、非点収差の良好な補正が可能になる。一方、条件式（２５）の下限値を上回ることで、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（２６）を満足することが望ましい。
（２６）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．２
ただし、ＴＴＬは光学全長、ＥＰＤは入射瞳直径である。

条件式（２６）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（２６）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（２７）を満足することが望ましい。
（２７）ＴＴＬ／ｉｈ＜１．８
ただし、ＴＴＬは光学全長、ｉｈは最大像高である。

条件式（２７）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（２７）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。

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３レンズの物体側の面の有効径端部におけるサグ量Ｓａｇ３Ｆ、および第４レンズの像側の面の有効径端部におけるサグ量Ｓａｇ４Ｒ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、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、光軸Ｘの近傍で像側に凸面を向けた第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、光軸Ｘの近傍で正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有し、光軸Ｘの近傍で像側の面が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た第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の物体側に配置しているため、諸収差の補正を容易にするとともに、高像高の光線が撮像素子に入射する際の角度の制御を容易にしている。

第１レンズＬ１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たメニスカス形状になっている。そのため、撮像レンズの低背化を図りながら、球面収差を抑制している。

第２レンズＬ２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、球面収差、および軸上色収差が良好に補正されている。

なお、第２レンズＬ２の屈折力は、実施例４、および実施例５のように、光軸Ｘの近傍で正であってもよい。この場合、第１レンズＬ１の正の屈折力の負担を軽減させることができるため、第１レンズＬ１で発生する球面収差を抑制する効果が得られる。

第３レンズＬ３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。

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凹面を向け、像側の面が像側に凸面を向けたメニスカス形状になっている。そのため、球面収差、コマ収差、および非点収差が良好に補正されている。

なお、第４レンズＬ４は、物体側の面が光軸Ｘの近傍で物体側に凹面を向けていればよく、像側の面は、実施例２、実施例５、および実施例７のように、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。物体側の面を光軸Ｘの近傍で物体側に凹面を向けた形状にすることで、第３レンズＬ３の像側の凸面で発生した収差をバランスよく相殺している。

第５レンズＬ５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形状になっている。さらに、両面に極点を有する非球面が形成されている。そのため、コマ収差、非点収差、および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、および像側に凸面を向けた形状になっている。さらに、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、製造誤差感度を低減しながら撮像レンズの低背化が図られているとともに、非点収差、および歪曲収差が良好に補正されている。

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の近傍で物体側、および像側に凹面を向けた形状になっている。さらに、両面に非球面が形成されており、像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、および歪曲収差の補正と、撮像素子への光線入射角度の制御が良好に行われている。

また、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。すべてのレンズ面に適切な非球面を形成することで、諸収差が良好に補正されている。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を可能にしている。

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、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置している。これにより、最大像高付近の光線の一部を遮断することで、コマ収差を抑制し、１．４６から１．７２の低Ｆナンバーを達成しながらも良好な光学性能を得ている。

なお、遮光絞りＳＨを配置する位置は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に限定されるものではない。また、遮光絞りＳＨは、要求される性能によっては省略することが可能である。

本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１）から（２７）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）１．８＜νｄ３／νｄ４＜４．０
（２）０．８０＜Ｔ２／Ｔ３＜１５．０
（３）０．７０＜Σｄ／ｆ＜１．３０
（４）６．０＜（Ｄ６／ＴＴＬ）×１００＜１３．０
（５）０．３０＜ｒ１／ｆ＜０．６０
（６）０．３０＜ｒ１４／ｆ＜１．２０
（７）０．５０＜ｒ３／ｒ４＜２．５０
（８）ｒ５／ｒ６＜−０．３０
（９）０．７５＜ｒ９／ｒ１０＜６．４０
（１０）−１．５０＜ｒ１１／ｒ１２＜−０．４５
（１１）０．６５＜ｆ１／ｆ＜１．７５
（１２）０．７５＜ｆ３／ｆ＜３．４０
（１３）−３．３０＜ｆ４／ｆ＜−０．７０
（１４）−３０．０＜ｆ５／ｆ＜−０．７０
（１５）０．３０＜ｆ６／ｆ＜０．７５
（１６）−０．７０＜ｆ７／ｆ＜−０．３５
（１７）０．８０＜ｆ１２／ｆ＜２．３０
（１８）０．０５＜Ｄ５／ｆ＜０．１３
（１９）０．０５＜Ｔ６／ｆ＜０．１５
（２０）８．５＜（Ｄ１／ＴＴＬ）×１００＜２２．０
（２１）０．０４＜Ｔ１／Ｔ２＜０．８０
（２２）０．０７＜Ｔ３／Ｔ４＜１．２０
（２３）ｒ１＜ｒ２
（２４）−１．７０＜ｆ６／ｆ７＜−０．５０
（２５）０＜｜Ｓａｇ３Ｆ−Ｓａｇ４Ｒ｜／ｆ＜０．２０
（２６）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．４
（２７）ＴＴＬ／ｉｈ＜１．８
ただし、
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
ｆ３：第３レンズＬ３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
ｆ１２：第１レンズＬ１、および第２レンズＬ２の合成焦点距離
Ｓａｇ３Ｆ：第３レンズＬ３の物体側の面の有効径端部におけるサグ量
Ｓａｇ４Ｒ：第４レンズＬ４の像側の面の有効径端部におけるサグ量
ｒ１：第１レンズＬ１の物体側の面の近軸曲率半径
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
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
Ｔ６：第６レンズＬ６の像側の面から第７レンズＬ７の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
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
Σｄ：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Ｘ上の距離
νｄ３：第３レンズＬ３のｄ線に対するアッベ数
νｄ４：第４レンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
ＴＴＬ：光学全長
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（２７ａ）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）２．４＜νｄ３／νｄ４＜３．２
（２ａ）１．１＜Ｔ２／Ｔ３＜１３．０
（３ａ）０．８０＜Σｄ／ｆ＜１．１０
（４ａ）８．０＜（Ｄ６／ＴＴＬ）×１００＜１１．０
（５ａ）０．３５＜ｒ１／ｆ＜０．５５
（６ａ）０．３５＜ｒ１４／ｆ＜１．１０
（７ａ）０．６５＜ｒ３／ｒ４＜２．００
（８ａ）ｒ５／ｒ６＜−０．３５
（９ａ）０．９０＜ｒ９／ｒ１０＜５．５０
（１０ａ）−１．３５＜ｒ１１／ｒ１２＜−０．５５
（１１ａ）０．７５＜ｆ１／ｆ＜１．６０
（１２ａ）０．８５＜ｆ３／ｆ＜３．１０
（１３ａ）−３．００＜ｆ４／ｆ＜−０．８０
（１４ａ）−２０．０＜ｆ５／ｆ＜−０．９０
（１５ａ）０．３５＜ｆ６／ｆ＜０．７０
（１６ａ）−０．６５＜ｆ７／ｆ＜−０．４０
（１７ａ）０．９０＜ｆ１２／ｆ＜２．００
（１８ａ）０．０５＜Ｄ５／ｆ＜０．１０
（１９ａ）０．０５＜Ｔ６／ｆ＜０．１２
（２０ａ）１０．０＜（Ｄ１／ＴＴＬ）×１００＜２０．０
（２１ａ）０．０５＜Ｔ１／Ｔ２＜０．７０
（２２ａ）０．０７＜Ｔ３／Ｔ４＜１．００
（２３ａ）ｒ１＜ｒ２
（２４ａ）−１．４０＜ｆ６／ｆ７＜−０．７０
（２５ａ）０＜｜Ｓａｇ３Ｆ−Ｓａｇ４Ｒ｜／ｆ＜０．１０
（２６ａ）ＴＴＬ／ＥＰＤ≦２．２
（２７ａ）ＴＴＬ／ｉｈ＜１．６５
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。

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Ｘ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。

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（２７）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。

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（２７）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。

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（２７）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。

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（２７）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。

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（２７）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。

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（２７）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。

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（２７）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（２７）の値を示す。

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

物体側から像側に向かって順に、光軸近傍で正の屈折力を有する第１レンズと、第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた第３レンズと、第４レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有する第５レンズと、光軸近傍で正の屈折力を有する第６レンズと、光軸近傍で負の屈折力を有し、光軸近傍で物体側の面が物体側に凹面を向け、光軸近傍で像側の面が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レンズから第７レンズはそれぞれ単レンズで構成されており、
前記第５レンズの像側の面は、光軸近傍で像側に凹面を向けているとともに光軸以外の位置に極点を有する非球面が形成されており、
前記第６レンズは、物体側の面が光軸近傍で物体側に凸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に形成され、かつ、像側の面が光軸近傍で像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凹面を向けており、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）１．８＜νｄ３／νｄ４＜４．０
ただし、
νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッベ数
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。
前記第３レンズは、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ていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第４レンズは、光軸近傍で負の屈折力を有し、かつ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に記載の撮像レンズ。
前記第５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いるとともに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。
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）０．８０＜Ｔ２／Ｔ３＜１５．０
ただし、
Ｔ２：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
Ｔ３：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
以下の条件式（３）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。
（３）０．７０＜Σｄ／ｆ＜１．３０
ただし、
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距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
以下の条件式（４）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。
（４）６．０＜（Ｄ６／ＴＴＬ）×１００＜１３．０
ただし、
Ｄ６：第６レンズの光軸上の厚み
ＴＴＬ：光学全長