JP2022003380A - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】低背、広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズの提供。【解決の手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズ、負の屈折力を有する第７レンズが配置され、所定の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズに関する発明である。特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）＜１．３０と低背で、全画角（以下、２ωとする）が、８０°以上の広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズに関する発明である。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これらの撮像素子の小型化、高性能化に伴い、低背、広角で、且つ、良好な光学特性を有する撮像レンズが求められている。

低背、広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズに関する技術開発が進められている。この７枚構成の撮像レンズとしては、物体から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズ、負の屈折力を有する第７レンズで構成されたものが、特許文献１に提案されている。

特許文献１の実施例に開示された撮像レンズは、最大像高の歪曲収差、第１レンズのアッベ数と第２レンズのアッベ数の差、第１レンズのアッベ数と第４レンズのアッベ数の差、第１レンズの焦点距離と第２レンズの焦点距離との比、第５レンズのパワー配分が不十分なために、低背化が不十分であった。

特開２０１５−１３２６６４号公報

本発明の目的は、低背、広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズを提供することにある。

上記目標を達成するために、最大像高の歪曲収差、第１レンズのアッベ数と第２レンズのアッベ数の差、第１レンズのアッベ数と第４レンズのアッベ数の差、第１レンズの焦点距離と第２レンズの焦点距離との比、第５レンズのパワー配分を鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善された撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。

請求項１記載の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズ、負の屈折力を有する第７レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）〜（５）を満足する。
５．００≦ＤＭＩ≦１５．００ （１）
５０．００≦ν１−ν２≦７０．００ （２）
５０．００≦ν１−ν４≦７０．００ （３）
−０．３５≦ｆ１／ｆ２≦−０．１５ （４）
−２．００≦ｆ５／ｆ≦−０．５０ （５）
但し、
ＤＭＩ：最大像高の歪曲収差
ν１：第１レンズのアッベ数
ν２：第２レンズのアッベ数
ν４：第４レンズのアッベ数
ｆ：撮像レンズ全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
である。

請求項２記載の撮像レンズは、請求項１記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（６）を満足する。
−５．００≦Ｒ９／Ｒ１０≦−０．２０ （６）
但し、
Ｒ９：第５レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ１０：第５レンズの像面側面の曲率半径
である。

請求項３記載の撮像レンズは、請求項１記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（７）を満足する。
０．０２≦Ｒ１／Ｒ２≦０．３５ （７）
但し、
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
である。

本発明によれば、特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）＜１．３０と低背で、２ω＞８０°以上の広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズを提供することができる。

本発明の実施例１の撮像レンズＬＡの概略構成を示す図。 本発明の実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す図。 本発明の実施例２の撮像レンズＬＡの概略構成を示す図。 本発明の実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す図。 本発明の実施例３の撮像レンズＬＡの概略構成を示す図。 本発明の実施例３の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す図。 本発明の実施例４の撮像レンズＬＡの概略構成を示す図。 本発明の実施例４の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す図。 本発明の実施例５の撮像レンズＬＡの概略構成を示す図。 本発明の実施例５の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す図。

本発明に係る撮像レンズの実施形態について説明する。この撮像レンズＬＡは、物体側から像面側へ向かって、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７が配置された７枚構成のレンズ系を備えている。第７レンズＬ７と像面との間に、ガラス平板ＧＦが配置される。このガラス平板ＧＦとしては、カバーガラス、及び、各種フィルターなどを想定したものである。本発明において、ガラス平板ＧＦは、異なる位置に配置されてもよく、省略した構成も可能である。

第１レンズＬ１は、正の屈折力を有するレンズであり、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有するレンズであり、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有するレンズであり、第４レンズＬ４は、負の屈折力を有するレンズであり、第５レンズＬ５は、負の屈折力を有するレンズであり、第６レンズＬ６は、正の屈折力を有するレンズであり、第７レンズＬ７は、負の屈折力を有するレンズである。これらの７枚のレンズ表面は、諸収差を良好に補正するため、全面を非球面形状とすることが望ましい。

この撮像レンズＬＡは、以下の条件式（１）〜（５）を満足する。
５．００≦ＤＭＩ≦１５．００ （１）
５０．００≦ν１−ν２≦７０．００ （２）
５０．００≦ν１−ν４≦７０．００ （３）
−０．３５≦ｆ１／ｆ２≦−０．１５ （４）
−２．００≦ｆ５／ｆ≦−０．５０ （５）
但し、
ＤＭＩ：最大像高の歪曲収差
ν１：第１レンズのアッベ数
ν２：第２レンズのアッベ数
ν４：第４レンズのアッベ数
ｆ：撮像レンズ全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
である。

条件式（１）は、最大像高の歪曲収差を規定するものである。条件式（１）の下限値を超えると諸収差の補正が容易であるが、低背化が困難となり好ましくなく、上限値を超えると低背化には有利であるが、諸収差の補正が困難となり好ましくない。

条件式（２）は、第１レンズＬ１のアッベ数ν１と第２レンズＬ２のアッベ数ν２の差を規定するものである。条件式（２）の範囲内にすることにより、低背化に伴い軸上、軸外の色収差の補正が容易となり、好ましい。

条件式（３）は、第１レンズＬ１のアッベ数ν１と第４レンズＬ４のアッベ数ν４の差を規定するものである。条件式（３）の範囲内にすることにより、低背化に伴い軸上、軸外の色収差の補正が容易となり、好ましい。

条件式（４）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２との比を規定するものである。条件式（４）の範囲内にすることにより、低背化に伴い軸上、軸外の色収差の補正が容易となり、好ましい。

条件式（５）は、第５レンズＬ５の負の屈折力を規定するものである。条件式（５）の範囲内にすることにより、低背化に伴い軸上、軸外の色収差の補正が容易となり、好ましい。

第５レンズＬ５は、負の屈折力を有し、以下の条件式（６）を満足する。
−５．００≦Ｒ９／Ｒ１０≦−０．２０ （６）
但し、
Ｒ９：第５レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ１０：第５レンズの像面側面の曲率半径
である。

条件式（６）は、第５レンズＬ５の物体側の曲率半径Ｒ９と第５レンズＬ５の像面側面の曲率半径Ｒ１０との比を規定するものである。条件式（６）の範囲内にすることにより、低背化に伴い諸収差の補正が容易となり好ましい。

第１レンズＬ１は、正の屈折力を有して、以下の条件式（７）を満足する。
０．０２≦Ｒ１／Ｒ２≦０．３５ （７）
但し、
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
である。

条件式（７）は、第１レンズＬ１の物体側の曲率半径Ｒ１と第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径Ｒ２との比を規定するものである。条件式（７）の範囲内にすることにより、低背化に伴い諸収差の補正が容易となり好ましい。

撮像レンズＬＡを構成する７枚レンズが、それぞれ前記の構成及び、条件式を満たすことにより、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）＜１．３０と低背で、２ω＞８０°以上の広角で、且つ、良好な光学特性を有する７枚のレンズで構成される撮像レンズを得ることが可能となる。

以下に、本発明の撮像レンズＬＡについて、実施例を用いて説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位は、ｍｍである。
ｆ ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
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
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
Ｆｎｏ ：Ｆ値
２ω ：全画角
Ｓｔｏｐ：開口絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像面側面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像面側面の曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像面側面の曲率半径
Ｒ９ ：第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズＬ５の像面側面の曲率半径
Ｒ１１ ：第６レンズＬ６の物体側面の曲率半径
Ｒ１２ ：第６レンズＬ６の像面側面の曲率半径
Ｒ１３ ：第７レンズＬ７の物体側面の曲率半径
Ｒ１４ ：第７レンズＬ７の像面側面の曲率半径
Ｒ１５ ：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１６ ：ガラス平板ＧＦの像面側面の曲率半径
ｄ ：レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
ｄ０ ：開口絞りＳ１から第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像面側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５ ：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６ ：第３レンズＬ３の像面側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７ ：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８ ：第４レンズＬ４の像面側面から第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離
ｄ９ ：第５レンズＬ５の中心厚
ｄ１０ ：第５レンズＬ５の像面側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１ ：第６レンズＬ６の中心厚
ｄ１２ ：第６レンズＬ６の像面側面から第７レンズＬ７の物体側面までの軸上距離
ｄ１３ ：第７レンズＬ７の中心厚
ｄ１４ ：第７レンズＬ７の像面側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ１５ ：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ１６ ：ガラス平板ＧＦの像面側面から像面までの軸上距離
ｎｄ ：ｄ線の屈折率
ｎｄ１ ：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎｄ２ ：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎｄ３ ：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎｄ４ ：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎｄ５ ：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｎｄ６ ：第６レンズＬ６のｄ線の屈折率
ｎｄ７ ：第７レンズＬ７のｄ線の屈折率
ｎｄｇ ：ガラス平板ＧＦのｄ線の屈折率
ν ：アッベ数
ν１ ：第１レンズＬ１のアッベ数
ν２ ：第２レンズＬ２のアッベ数
ν３ ：第３レンズＬ３のアッベ数
ν４ ：第４レンズＬ４のアッベ数
ν５ ：第５レンズＬ５のアッベ数
ν６ ：第６レンズＬ６のアッベ数
ν７ ：第７レンズＬ７のアッベ数
νｇ ：ガラス平板ＧＦのアッベ数
ＴＴＬ ：光学長（第１レンズＬ１の物体側面から像面までの軸上距離）
ＬＢ ：第７レンズＬ７の像面側面から像面までの軸上距離（ガラス平板ＧＦの厚み含む）

ｙ＝（ｘ^２／Ｒ）／[１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ^２／Ｒ^２）｝^１／２]
＋Ａ４ｘ^４＋Ａ６ｘ^６＋Ａ８ｘ^８＋Ａ１０ｘ^１０＋Ａ１２ｘ^１２＋Ａ１４ｘ^１４
＋Ａ１６ｘ^１６＋Ａ１８ｘ^１８＋Ａ２０ｘ^２０ （８）

各レンズ面の非球面は、便宜上、式（８）で表される非球面を使用している。しかし、ながら、特に、この式（８）の非球面多項式に限定するものではない。

（実施例１）
図１は、実施例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表１に、円錐係数ｋ、非球面係数を表２に、２ω、Ｆｎｏ、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ＴＴＬ、ＩＨを表３に示す。

後に登場する表１６は、各実施例１〜５の条件式（１）〜（７）で規定したパラメータに対応する値を示す。

実施例１は、表１６に示すように、条件式（１）〜（７）を満足する。

実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を図２に示す。なお、図の像面湾曲のＳはサジタル像面に対する像面湾曲、Ｔはタンジェンシャル像面に対する像面湾曲であり、実施例２〜５においても同様である。実施例１の撮像レンズＬＡは、２ω＝８２．３０°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．２８５と広角、低背で図２に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例２）
図３は、実施例２の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例２の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表４に、円錐係数ｋ、非球面係数を表５に、２ω、Ｆｎｏ、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ＴＴＬ、ＩＨを表６に示す。

実施例２は、表１６に示すように、条件式（１）〜（７）を満足する。

実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を図４に示す。実施例２の撮像レンズＬＡは、２ω＝８２．３０°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．２６３と広角、低背で図４に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例３）
図５は、実施例３の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例３の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表７に、円錐係数ｋ、非球面係数を表８に、２ω、Ｆｎｏ、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ＴＴＬ、ＩＨを表９に示す。

実施例３は、表１６に示すように、条件式（１）〜（７）を満足する。

実施例３の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を図６に示す。実施例３の撮像レンズＬＡは、２ω＝８１．４８°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．２８５と広角、低背で図６に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例４）
図７は、実施例４の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例４の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表１０に、円錐係数ｋ、非球面係数を表１１に、２ω、Ｆｎｏ、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ＴＴＬ、ＩＨを表１２に示す。

実施例４は、表１６に示すように、条件式（１）〜（７）を満足する。

実施例４の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を図８に示す。実施例４の撮像レンズＬＡは、２ω＝８４．１８°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．２５６と広角、低背で図８に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例５）
図９は、実施例５の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例５の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表１３に、円錐係数ｋ、非球面係数を表１４に、２ω、Ｆｎｏ、ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ＴＴＬ、ＩＨを表１５に示す。

実施例５は、表１６に示すように、条件式（１）〜（７）を満足する。

実施例５の撮像レンズＬＡの球面収差、像面湾曲、歪曲収差を図１０示す。実施例５の撮像レンズＬＡは、２ω＝８０．９８°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．２８５と広角、低背で図１０に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

表１６に、実施例１〜５の条件式（１）〜（７）で規定したパラメータに対応する値を示す。

Claims (3)

1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズ、負の屈折力を有する第７レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ５．００≦ＤＭＩ≦１５．００ （１）
   ５０．００≦ν１−ν２≦７０．００ （２）
   ５０．００≦ν１−ν４≦７０．００ （３）
   −０．３５≦ｆ１／ｆ２≦−０．１５ （４）
   −２．００≦ｆ５／ｆ≦−０．５０ （５）
   但し、
   ＤＭＩ：最大像高の歪曲収差
   ν１：第１レンズのアッベ数
   ν２：第２レンズのアッベ数
   ν４：第４レンズのアッベ数
   ｆ：撮像レンズ全体の焦点距離
   ｆ１：第１レンズの焦点距離
   ｆ２：第２レンズの焦点距離
   ｆ５：第５レンズの焦点距離
   である。
2. 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。
   −５．００≦Ｒ９／Ｒ１０≦−０．２０ （６）
   但し、
   Ｒ９：第５レンズの物体側面の曲率半径
   Ｒ１０：第５レンズの像面側面の曲率半径
   である。
3. 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。
   ０．０２≦Ｒ１／Ｒ２≦０．３５ （７）
   但し、
   Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
   Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
   である。

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