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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023156917
(43)【公開日】2023-10-25
(54)【発明の名称】撮像レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20231018BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20231018BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022066577
(22)【出願日】2022-04-13
(71)【出願人】
【識別番号】391014055
【氏名又は名称】カンタツ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】久保田 賢一
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087KA02
2H087LA01
2H087PA08
2H087PA17
2H087PB08
2H087QA03
2H087QA06
2H087QA19
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA37
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA45
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】
【課題】広角でありながらも諸収差を良好に補正することのできる小型の撮像レンズを提供する。
【解決手段】物体側から像面IM側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、負の屈折力を有する第5レンズL5と、正の屈折力を有する第6レンズL6と、正の屈折力を有する第7レンズL7と、負の屈折力を有する第8レンズL8とを配置する。第1レンズL1は像面側の面が近軸において凹面である。第2レンズL2は物体側の面が近軸において凹面である。第5レンズL5は物体側の面が近軸において凸面である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、正の屈折力を有する第6レンズと、正の屈折力を有する第7レンズと、負の屈折力を有する第8レンズとから構成され、
前記第1レンズは像面側の面が近軸において凹面であり、
前記第2レンズは物体側の面が近軸において凹面であり、
前記第5レンズは物体側の面が近軸において凸面である、
ことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項2】
以下の条件式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。
2.00<f2/f<8.00
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f2:前記第2レンズの焦点距離、
とする。
【請求項3】
以下の条件式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。
0.80<f34/f<1.80
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f34:前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離、
とする。
【請求項4】
以下の条件式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。
-4.00<f5/f<-1.00
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f5:前記第5レンズの焦点距離、
とする。
【請求項5】
以下の条件式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。
0.50<f67/f<2.50
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
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。
【請求項6】
以下の条件式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。
-25.00<R2f/D12<-5.00
但し、
R2f:前記第2レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
D12:前記第1レンズと前記第2レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
無人航空機の性能向上により、その用途は測量、建造物の点検、危険地帯での空撮、無人警備、宅配をはじめ、農薬散布やトラクターによる適切な施肥等、様々な分野に拡大している。無人航空機は上空から地上を撮影するため、無人航空機に搭載される撮像レンズには広い撮影画角とともに高い解像度が要求される。
【0003】
また、IoT(Internet of Things)技術の進展には目まぐるしいものがある。ゲーム機、家電製品、自動車等の多くの製品や機器がネットワークに繋がり、これらモノに内蔵されたカメラの画像情報がネットワーク上を伝達する。こうしたカメラに組み込まれる撮像レンズにおいても、広い撮影画角とともに高い解像度が要求されることが多い。
【0004】
撮像レンズにおいて解像度の高い鮮明な画像を得るためには、諸収差を良好に補正する必要がある。8枚のレンズから成るレンズ構成は、撮像レンズを構成するレンズの枚数が多いことから設計上の自由度が高く、諸収差を良好に補正できる。特許文献1には、比較的広い画角を有する8枚構成の撮像レンズが開示されている。
【0005】
特許文献1に記載の撮像レンズは負の第1レンズと、負の第2レンズと、正の第3レンズと、正の第4レンズと、負の第5レンズと、第6レンズと、正の第7レンズと、負の第8レンズとを有する。このうち第7レンズと第8レンズとは、両者の屈折力の比が一定の範囲内に抑制される。また、第3レンズと第5レンズとの間に配置された第4レンズの位置は、第3レンズから第4レンズまでの軸上距離と当該第4レンズから第5レンズまでの軸上距離との比によって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】中国特許出願公開第112698496号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、製品や機器の小型化が急速に進んでいる。上記特許文献1に記載の撮像レンズによれば比較的良好に収差を補正できるものの、諸収差を十分に補正しつつ撮像レンズの小型化を図ることは困難である。
【0008】
本発明の目的は、広角でありながらも諸収差を良好に補正することのできる小型の撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の撮像レンズは、撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、正の屈折力を有する第6レンズと、正の屈折力を有する第7レンズと、負の屈折力を有する第8レンズとを配置して構成する。第1レンズは像面側の面が近軸において凹面であり、第2レンズは物体側の面が近軸において凹面である。
【0010】
第1レンズは負の屈折力を有する。この第1レンズの像面側の面を凹面に形成することによって撮像レンズの広角化を実現できる。第2レンズは正の屈折力を有するとともに物体側の面が凹面である。これにより、撮像レンズの小型化を図りつつ非点収差および球面収差を良好に補正できる。また、第5レンズから第8レンズまでの屈折力の配列を「負正正負」とすることにより色収差を良好に補正できる。なお、本明細書において小型とは、光学全長、すなわち第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離とレンズ系全体の焦点距離との比(=光学全長/レンズ系全体の焦点距離)が小さいことをいう。
【0011】
上記構成の撮像レンズにおいて第2レンズは、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状を有することが望ましい。第2レンズを当該形状に形成することにより、コマ収差、非点収差、像面湾曲および色収差を良好に補正できる。
【0012】
上記構成の撮像レンズにおいて第4レンズは正の屈折力を有することが望ましい。第4レンズの屈折力を正にすることにより、撮像レンズの小型化を好適に実現できる。また、当該第4レンズはさらに、近軸において両凸レンズとなる形状を有することが望ましい。
【0013】
上記構成の撮像レンズにおいて第5レンズは、物体側の面が近軸において凸面であることが望ましい。第5レンズの有する当該形状により、非点収差および像面湾曲を良好に補正できる。
【0014】
上記構成の撮像レンズにおいて第7レンズは、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状を有することが望ましい。第7レンズをこのような形状に形成することにより、撮像レンズの小型化を図りつつ球面収差を良好に補正できる。
【0015】
上記構成の撮像レンズにおいて第8レンズは、像面側の面が近軸において凹面であることが望ましい。第8レンズは撮像レンズにおいて最も像面側に近い位置に配置されるレンズである。第8レンズの像面側の面を凹面に形成することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの小型化を好適に実現できる。
【0016】
上記構成の撮像レンズにおいて第8レンズは、変曲点が設けられた非球面の像面側の面を有することが望ましい。第8レンズの像面側の面に変曲点を設けることにより、軸上の諸収差の補正に加えて、画像周辺部の像面湾曲および歪曲収差を良好に補正できる。また、撮像レンズから出射した光線の撮像素子の像面への入射角度を主光線角度(CRA:Chief Ray Angle)の範囲内に好適に抑制できる。
【0017】
なお、本発明において「レンズ」とは、屈折力を有する光学要素を指すものとする。よって、光の進行方向を変えるプリズムや平板のフィルタ等の光学要素は本発明の「レンズ」には含まれず、これら光学要素は適宜、撮像レンズの前後や各レンズ間に配置することができる。
【0018】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(1)を満足することが望ましい。
-5.00<f1/f<-1.00 (1)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f1:第1レンズの焦点距離、
とする。
【0019】
条件式(1)を満足することにより、撮像レンズの広角化を図りつつ小型化を実現できる。また、球面収差、非点収差および色収差を良好に補正できる。
【0020】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(2)を満足することが望ましい。
2.00<f2/f<8.00 (2)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f2:第2レンズの焦点距離、
とする。
【0021】
条件式(2)を満足することにより、像面湾曲、非点収差および倍率色収差を良好に補正できる。
【0022】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(3)を満足することが望ましい。
-40.00<f12/f<-5.00 (3)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f12:第1レンズおよび第2レンズの合成焦点距離、
とする。
【0023】
条件式(3)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの広角化を実現できる。また、像面湾曲を良好に補正できる。
【0024】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(4)を満足することが望ましい。
0<f34 (4)
但し、
f34:第3レンズおよび第4レンズの合成焦点距離、
とする。
【0025】
条件式(4)は、合成焦点距離が正となる第3レンズおよび第4レンズが、正の屈折力の第2レンズの像面側に配置されることを意味する。このような屈折力の配列によれば、広角化に伴う第2レンズの屈折力の増大を好適に抑制できる。したがって、上記条件式(4)を満足することにより、撮像レンズの小型化を好適に図りつつ諸収差を良好に補正できる。
【0026】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.80<f34/f<1.80 (5)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f34:第3レンズおよび第4レンズの合成焦点距離、
とする。
【0027】
条件式(5)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの広角化を実現できる。また、非点収差および倍率色収差を良好に補正できる。
【0028】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(6)を満足することが望ましい。
-4.00<f5/f<-1.00 (6)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f5:第5レンズの焦点距離、
とする。
【0029】
条件式(6)を満足することにより、球面収差、非点収差および色収差を良好に補正できる。
【0030】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(7)を満足することが望ましい。
-4.00<f2/f5<-1.00 (7)
但し、
f2:第2レンズの焦点距離、
f5:第5レンズの焦点距離、
とする。
【0031】
条件式(7)を満足することにより、球面収差、非点収差および色収差を良好に補正できる。
【0032】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(8)を満足することが望ましい。
-3.00<f5/f6<-0.20 (8)
但し、
f5:第5レンズの焦点距離、
f6:第6レンズの焦点距離、
とする。
【0033】
条件式(8)を満足することにより、球面収差、像面湾曲、非点収差および色収差をバランスよく良好に補正できる。
【0034】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(9)を満足することが望ましい。
0.60<f7/f<6.00 (9)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f7:第7レンズの焦点距離、
とする。
【0035】
条件式(9)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの小型化を実現できる。また、非点収差および倍率色収差を良好に補正できる。
【0036】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(10)を満足することが望ましい。
0.50<f67/f<2.50 (10)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f67:第6レンズおよび第7レンズの合成焦点距離、
とする。
【0037】
条件式(10)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの小型化を実現できる。また、色収差を良好に補正できる。
【0038】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(11)を満足することが望ましい。
-3.00<f8/f<-0.30 (11)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f8:第8レンズの焦点距離、
とする。
【0039】
条件式(11)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ像面湾曲、非点収差、倍率色収差、コマ収差をバランスよく良好に補正できる。
【0040】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(12)を満足することが望ましい。
-4.00<f7/f8<-1.00 (12)
但し、
f7:第7レンズの焦点距離、
f8:第8レンズの焦点距離、
とする。
【0041】
条件式(12)を満足することにより、撮像レンズの広角化を図りつつ小型化を実現できる。また、像面湾曲、非点収差、コマ収差および色収差をバランスよく良好に補正できる。
【0042】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(13)を満足することが望ましい。
f78<0 (13)
但し、
f78:第7レンズおよび第8レンズの合成焦点距離、
とする。
【0043】
条件式(13)を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ撮像レンズの小型化を好適に実現できる。
【0044】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(14)を満足することが望ましい。
-25.00<R2f/D12<-5.00 (14)
但し、
R2f:第2レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
D12:第1レンズと第2レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【0045】
条件式(14)を満足することにより、撮像レンズの小型化を図りつつ非点収差および倍率色収差を良好に補正できる。
【0046】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(15)を満足することが望ましい。
1.00<|R5f/R5r|<3.50 (15)
但し、
R5f:第5レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
R5r:第5レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
【0047】
条件式(15)を満足することにより、像面湾曲、非点収差および色収差を良好に補正できる。
【0048】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(16)を満足することが望ましい。
-1.50<R8r/R7r<-0.40 (16)
但し、
R7r:第7レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
R8r:第8レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
【0049】
条件式(16)を満足することにより非点収差を良好に補正できる。
【0050】
上記構成の撮像レンズは次の条件式(17)を満足することが望ましい。条件式(17)を満足することにより、色収差を良好に補正できる。
45.0<νd1 (17)
但し、
νd1:第1レンズのアッべ数、
とする。
【0051】
上記構成の撮像レンズは色収差をより良好に補正するため、次の条件式(18)を満足することが望ましい。
νd2<45.0 (18)
但し、
νd2:第2レンズのアッべ数、
とする。
【0052】
上記構成の撮像レンズは色収差をより良好に補正するため、次の条件式(19)を満足することが望ましい。
12.0<|νd3-νd2|<24.0 (19)
但し、
νd2:第2レンズのアッべ数、
νd3:第3レンズのアッべ数、
とする。
【0053】
上記構成の撮像レンズは色収差をより良好に補正するため、次の条件式(20)を満足することが望ましい。
35.0<νd6 (20)
但し、
νd6:第6レンズのアッべ数、
とする。
【0054】
上記構成の撮像レンズは色収差をより良好に補正するため、次の条件式(21)を満足することが望ましい。
45.0<νd7 (21)
但し、
νd7:第7レンズのアッべ数、
とする。
【0055】
上記構成の撮像レンズは色収差をより良好に補正するため、次の条件式(22)を満足することが望ましい。
νd8<45.0 (22)
但し、
νd8:第8レンズのアッべ数、
とする。
【0056】
本発明に係る撮像レンズは小型化を好適に図るためにも、次の条件式(23)を満足することが望ましい。
2.00<TTL/f<4.00 (23)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
TTL:光学全長、
とする。
【0057】
なお、撮像レンズと像面との間には通常、赤外線カットフィルターやカバーガラス等の挿入物が配置されることも多いが、本明細書ではこれら挿入物の光軸上の距離については空気換算長を用いる。
【0058】
ところで、高画素の撮像素子では各画素の受光面積が減少するため、撮影した画像が暗
くなる傾向にある。そこで、電気回路等を設けなくても十分に明るい画像を得るため、上記構成の撮像レンズは以下の条件式(24)を満足することが望ましい。
0.55<Dep/ih (24)
但し、
Dep:入射瞳の直径、
ih:撮像素子の像面における最大像高、
とする。
【0059】
本発明の撮像レンズにおいては、第1レンズから第8レンズまでの各レンズを、空気間隔を隔てて配列することが望ましい。各レンズが空気間隔を隔てて配列されることにより、本発明の撮像レンズは接合レンズを一枚も含まないレンズ構成となる。このようなレンズ構成では、撮像レンズを構成する8枚のレンズの全てをプラスチック材料から形成できるため、撮像レンズの製造コストを抑制できる。
【0060】
本発明の撮像レンズにおいては、第1レンズから第8レンズまでの各レンズの両面を非球面に形成することが望ましい。各レンズの両面を非球面に形成することにより、近軸からレンズ周辺部に亘って諸収差をより良好に補正できる。
【0061】
本発明の撮像レンズは、画角を2ωとしたとき、90°≦2ωを満足することが望ましい。本条件式を満足することにより、撮像レンズの小型化とともに広角化を実現できる。
【0062】
本明細書においては、各レンズの面形状を曲率半径の符号を用いて特定する。曲率半径が正か負かは一般的な定義、すなわち光の進行方向を正として、曲率半径の中心がレンズ面からみて像面側にある場合には曲率半径を正とし、物体側にある場合には曲率半径を負とする定義に従う。よって、「曲率半径が正となる物体側の面」とは、物体側の面が凸面であることを指し、「曲率半径が負となる物体側の面」とは、物体側の面が凹面であることを指す。また、「曲率半径が正となる像面側の面」とは、像面側の面が凹面であることを指し、「曲率半径が負となる像面側の面」とは、像面側の面が凸面であることを指す。なお、本明細書での曲率半径は近軸曲率半径を指しており、レンズ断面図におけるレンズの概形にそぐわない場合がある。
【発明の効果】
【0063】
本発明によれば、高い解像度を有しながらも諸収差を良好に補正することのできる広角の撮像レンズを提供できる。また、本発明に係る撮像レンズでは諸収差が良好に補正されることからレンズの枚数を抑制でき、レンズ材料の使用量の抑制を通じて環境保護を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0064】
図1】数値実施例1に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図2図1に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図3】数値実施例2に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図4図3に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図5】数値実施例3に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図6図5に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図7】数値実施例4に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図8図7に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図9】数値実施例5に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図10図9に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図11】数値実施例6に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図12図11に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
図13】数値実施例7に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
図14図13に示す撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0065】
以下、本発明を具体化した一実施の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、本実施の形態の数値実施例1~7に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例1の断面図を参照しながら本実施の形態に係る撮像レンズについて説明する。
【0066】
図1に示すように本実施の形態に係る撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、負の屈折力を有する第5レンズL5と、正の屈折力を有する第6レンズL6と、正の屈折力を有する第7レンズL7と、負の屈折力を有する第8レンズL8とを有する。第1レンズL1から第8レンズL8までの各レンズは空気間隔を隔てて配列する。第8レンズL8と撮像素子の像面IMとの間にはフィルタIRを配置する。このフィルタIRは省略することも可能である。なお、本明細書においては特に言及しない限り、各レンズの屈折力とは近軸における屈折力を指すものとする。
【0067】
本数値実施例1では絞りSTを第2レンズL2と第3レンズL3との間に配置する。しかしながら、当該絞りSTの位置は本数値実施例1に係る位置に限定されない。数値実施例3~7は、第3レンズL3と第4レンズL4との間に絞りSTを配置した例である。
【0068】
第1レンズL1は、物体側の面の曲率半径r1が負となり、像面側の面の曲率半径r2が正となる形状を有する。第1レンズL1は、近軸において両凹レンズとなる形状である。第1レンズL1の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されず、曲率半径r1および曲率半径r2が共に正となる形状であって、近軸において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状でもよい。要するに、第1レンズL1の形状は曲率半径r2が正となる形状、すなわち像面側の面が近軸において凹面となる形状であればよい。
【0069】
ところで、本数値実施例1における第1レンズL1の材質はプラスチックである。Fナンバーが小さい明るい撮像レンズを実現しようとすると、第1レンズL1の有効直径が大きくなり、第1レンズL1は大型化する。一般的にプラスチック材料はガラス材料よりも比重が小さい。本数値実施例1に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの低Fナンバー化と軽量化との両立を好適に実現できる。
【0070】
一方、撮像レンズが組み込まれるカメラの用途によっては、必ずしも第1レンズL1をプラスチック材料から形成する必要はない。例えば無人航空機や車両に搭載されるカメラの撮像レンズにおいては、第1レンズL1は外気に触れ、過酷な環境下に晒される。こうした環境下で使用される撮像レンズの第1レンズL1は、耐熱性や耐候性等に優れたガラス材料から形成することが望ましい。
【0071】
第2レンズL2は、物体側の面の曲率半径r3(=R2f)および像面側の面の曲率半径r4が共に負となる形状を有する。第2レンズL2は、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状であり、物体側の面が近軸において凹面となっている。
【0072】
第3レンズL3は正の屈折力を有する。第3レンズL3の屈折力は正に限定されず、負でもよい。数値実施例3~7は、第3レンズL3の屈折力が負となるレンズ構成の例である。
【0073】
第3レンズL3は、物体側の面の曲率半径r6が正となり、像面側の面の曲率半径r7が負となる形状を有する。第3レンズL3は、近軸において両凸レンズとなる形状である。第3レンズL3の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されない。数値実施例3~5の第3レンズL3は、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状の例である。数値実施例6の第3レンズL3は、近軸において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状の例である。また、数値実施例7の第3レンズL3は、近軸において両凹レンズとなる形状の例である。
【0074】
なお、数値実施例3~7においては、絞りSTを第3レンズL3と第4レンズL4との間に配置した関係上、第3レンズL3の面番号が本数値実施例1における面番号とは異なる。これら数値実施例における第3レンズL3では、物体側の面の曲率半径r5が本数値実施例1における上記曲率半径r6に対応し、像面側の面の曲率半径r6が本数値実施例1における上記曲率半径r7に対応する。
【0075】
第4レンズL4は正の屈折力を有する。当該第4レンズL4の屈折力は正に限定されない。第3レンズL3および第4レンズL4の合成の屈折力が正であれば、第4レンズL4の屈折力は負でもよい。
【0076】
第4レンズL4は、物体側の面の曲率半径r8が正となり、像面側の面の曲率半径r9が負となる形状を有する。第4レンズL4は、近軸において両凸レンズとなる形状である。第4レンズL4の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されない。第4レンズL4の形状としてはこの他、近軸においてメニスカスレンズとなる形状でもよいし、近軸において両凹レンズとなる形状でもよい。撮像レンズの小型化の観点からは、第4レンズL4の物体側の面は近軸において凸面であることが望ましい。
【0077】
第5レンズL5は、物体側の面の曲率半径r10(=R5f)および像面側の面の曲率半径r11(=R5r)が共に正となる形状を有する。第5レンズL5は、近軸において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状である。
【0078】
第6レンズL6は、物体側の面の曲率半径r12が正となり、像面側の面の曲率半径r13が負となる形状を有する。第6レンズL6は近軸において両凸レンズとなる形状である。第6レンズL6の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されない。第6レンズL6の形状は、近軸においてメニスカスレンズとなる形状でもよい。
【0079】
第7レンズL7は、物体側の面の曲率半径r14および像面側の面の曲率半径r15(=R7r)が共に負となる形状を有する。第7レンズL7は、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状である。第7レンズL7の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されない。第7レンズL7の形状としてはこの他、近軸において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状や、近軸において両凸レンズとなる形状でもよい。
【0080】
第8レンズL8は、物体側の面の曲率半径r16が負となり、像面側の面の曲率半径r17(=R8r)が正となる形状を有する。第8レンズL8は、近軸において両凹レンズとなる形状である。第8レンズL8の形状は本数値実施例1に係る形状に限定されない。数値実施例2および3の第8レンズL8は、近軸において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状の例である。この第8レンズL8の形状としては、近軸において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状でもよい。
【0081】
第8レンズL8の像面側の面は、変曲点が設けられた非球面である。ここで変曲点とは、曲線上で曲率の符号が変化する点を指し、レンズ面上の曲線で曲がる方向が変わる点を指すものとする。本実施の形態に係る撮像レンズにおける第8レンズL8の像面側の面は、極点を有する非球面である。第8レンズL8の有するこのような形状により、軸上の色収差のみならず軸外の倍率色収差も良好に補正できる。また、撮像レンズから出射した光線の像面IMへの入射角度をCRAの範囲内に好適に抑制できる。
【0082】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式(1)~(24)を満足する。
-5.00<f1/f<-1.00 (1)
2.00<f2/f<8.00 (2)
-40.00<f12/f<-5.00 (3)
0<f34 (4)
0.80<f34/f<1.80 (5)
-4.00<f5/f<-1.00 (6)
-4.00<f2/f5<-1.00 (7)
-3.00<f5/f6<-0.20 (8)
0.60<f7/f<6.00 (9)
0.50<f67/f<2.50 (10)
-3.00<f8/f<-0.30 (11)
-4.00<f7/f8<-1.00 (12)
f78<0 (13)
-25.00<R2f/D12<-5.00 (14)
1.00<|R5f/R5r|<3.50 (15)
-1.50<R8r/R7r<-0.40 (16)
45.0<νd1 (17)
νd2<45.0 (18)
12.0<|νd3-νd2|<24.0 (19)
35.0<νd6 (20)
45.0<νd7 (21)
νd8<45.0 (22)
2.00<TTL/f<4.00 (23)
0.55<Dep/ih (24)
【0083】
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離、
f1:第1レンズL1の焦点距離、
f2:第2レンズL2の焦点距離、
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、
f12:第1レンズL1および第2レンズL2の合成焦点距離、
f34:第3レンズL3および第4レンズL4の合成焦点距離、
f67:第6レンズL6および第7レンズL7の合成焦点距離、
f78:第7レンズL7および第8レンズL8の合成焦点距離、
R2f:第2レンズL2の物体側の面の近軸曲率半径、
R5f:第5レンズL5の物体側の面の近軸曲率半径、
R5r:第5レンズL5の像面側の面の近軸曲率半径、
R7r:第7レンズL7の像面側の面の近軸曲率半径、
R8r:第8レンズL8の像面側の面の近軸曲率半径、
D12:第1レンズL1と第2レンズL2との間の光軸X上の距離、
νd1:第1レンズL1のアッべ数、
νd2:第2レンズL2のアッべ数、
νd3:第3レンズL3のアッべ数、
νd6:第6レンズL6のアッべ数、
νd7:第7レンズL7のアッべ数、
νd8:第8レンズL8のアッべ数、
f:レンズ系全体の焦点距離、
TTL:第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離、
Dep:入射瞳の直径、
ih:撮像素子の像面IMにおける最大像高、
とする。
【0084】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは次の条件式を満足する。
90°≦2ω
但し、
ω:半画角、
とする。
【0085】
なお、上記各条件式の全てを満たす必要はなく、上記各条件式のそれぞれを単独に満たすことにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
【0086】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式(1a)~(22a)を満足することにより、より好ましい効果を奏する。
-4.00<f1/f<-1.50 (1a)
2.50<f2/f<7.00 (2a)
-38.00<f12/f<-6.00 (3a)
0.80<f34/f<1.50 (5a)
-3.50<f5/f<-1.50 (6a)
-3.50<f2/f5<-1.20 (7a)
-2.00<f5/f6<-0.50 (8a)
1.00<f7/f<4.00 (9a)
0.50<f67/f<2.00 (10a)
-2.00<f8/f<-0.50 (11a)
-3.00<f7/f8<-1.00 (12a)
-20.00<R2f/D12<-8.00 (14a)
1.30<|R5f/R5r|<3.00 (15a)
-1.30<R8r/R7r<-0.60 (16a)
45.0<νd1<95.0 (17a)
15.0<νd2<45.0 (18a)
15.0<|νd3-νd2|<22.0 (19a)
35.0<νd6<95.0 (20a)
45.0<νd7<95.0 (21a)
15.0<νd8<45.0 (22a)
【0087】
上記条件式(1a)~(22a)については、その下限値または上限値として、それぞれ対応する条件式(1)~(22)の下限値や上限値を適用するようにしてもよい。
【0088】
本実施の形態では各レンズのレンズ面を非球面で形成する。これら非球面の非球面式を次式に示す。
【数1】
但し、
Z:光軸方向の距離、
H:光軸に直交する方向の光軸からの距離、
C:近軸曲率(=1/r、r:近軸曲率半径)、
k:円錐定数、
An:第n次の非球面係数、
とする。
【0089】
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。基本的なレンズデータを示す各表において、fはレンズ系全体の焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角、ihは像面IMの最大像高、TTLは第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸上の距離をそれぞれ示す。また、iは物体側より数えた面番号、rは近軸曲率半径、dは光軸X上の面間距離、ndは基準波長588nmにおける屈折率、νdは当該基準波長におけるアッベ数である。なお、面番号に*(アスタリスク)の符号が付加された面は非球面であることを示す。
【0090】
数値実施例1
基本的なレンズデータ
【表1】
【0091】
【表2】
【0092】
図2は、球面収差(mm)、非点収差(mm)および歪曲収差(%)をそれぞれ示す収差図である。非点収差図および歪曲収差図には基準波長(588nm)における収差量を示す。また、非点収差図にはサジタル像面(S)およびタンジェンシャル像面(T)をそれぞれ示す(図4図6図8図10図12および図14においても同じ)。図2に示されるように、本数値実施例1に係る撮像レンズによれば諸収差を良好に補正できる。
【0093】
数値実施例2
基本的なレンズデータ
【表3】
【0094】
【表4】
【0095】
図4に示されるように、本数値実施例2に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0096】
数値実施例3
基本的なレンズデータ
【表5】
【0097】
【表6】
【0098】
図6に示されるように、本数値実施例3に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0099】
数値実施例4
基本的なレンズデータ
【表7】
【0100】
【表8】
【0101】
図8に示されるように、本数値実施例4に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0102】
数値実施例5
基本的なレンズデータ
【表9】
【0103】
【表10】
【0104】
図10に示されるように、本数値実施例5に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0105】
数値実施例6
基本的なレンズデータ
【表11】
【0106】
【表12】
【0107】
図12に示されるように、本数値実施例6に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0108】
数値実施例7
基本的なレンズデータ
【表13】
【0109】
【表14】
【0110】
図14に示されるように、本数値実施例7に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0111】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、広角にも拘わらず諸収差を良好に補正できる。以下、本実施の形態に係る各数値実施例の条件式(1)~(24)に対応する値(条件式対応値)を示す。
【表15】
【0112】
したがって、上記実施の形態に係る撮像レンズを無人航空機、スマートフォン等の携帯情報機器、自動車等に内蔵されるカメラの撮像光学系として適用した場合、当該カメラの高機能化と小型化の両立を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0113】
本発明は、無人航空機、スマートフォン等の携帯情報機器、医療機器、ゲーム機、家電製品および自動車等に内蔵される比較的小型のカメラに組み込まれる撮像レンズに適用できる。
【符号の説明】
【0114】
X 光軸
ST 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
IR フィルタ
IM 像面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14