(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-30
(45)【発行日】2024-05-10
(54)【発明の名称】撮像レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20240501BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240501BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2020126153
(22)【出願日】2020-07-27
【審査請求日】2023-07-20
(73)【特許権者】
【識別番号】521351719
【氏名又は名称】東京晨美光学電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112520
【氏名又は名称】林 茂則
(72)【発明者】
【氏名】徳能 康煕
(72)【発明者】
【氏名】黄 志宇
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-023970(JP,A)
【文献】特開2019-120917(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第110412747(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第110333594(CN,A)
【文献】特開平3-265811(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00-17/08
G02B 21/02-21/04
G02B 25/00-25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側に向かって順に配置された、
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、
正の屈折力を有する第3レンズと、
負の屈折力を有する第4レンズと、
正の屈折力を有する第5レンズと、
第6レンズと、
負の屈折力を有する第7レンズとから構成され、
前記第4レンズは、近軸において像側が凸面であり、
前記第7レンズは、近軸において像側が凹面であるとともに、
以下の条件式(1)、(2)、および(3)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
(1)-1.90<f7/f<-0.30
(2)41.00<|r2|/D1
(3)1.00<r11/(T5+D6)<20.00
ただし、
f7:第7レンズの焦点距離
f:撮像レンズ全系の焦点距離
r2:第1レンズの像側の面の近軸曲率半径
D1:第1レンズの光軸上の厚み
r11:第6レンズの物体側の面の近軸曲率半径
T5:第5レンズの像側の面から第6レンズの物体側の面までの光軸上の距離
D6:第6レンズの光軸上の厚み
【請求項2】
前記第3レンズは、近軸において像側が凸面であることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
【請求項3】
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)0.35<f5/f<1.58
ただし、
f5:第5レンズの焦点距離
f:撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項4】
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)-1.70<r6/f<-0.20
ただし、
r6:第3レンズの像側の面の近軸曲率半径
f:撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項5】
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)1.10<|r9|/f<7.00
ただし、
r9:第5レンズの物体側の面の近軸曲率半径
f:撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項6】
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)3.50<r13/T6<12.50
ただし、
r13:第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径
T6: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
【請求項7】
以下の条件式(8)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。
(8)-1.70<r13/f7<-0.45
ただし、
r13:第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径
f7:第7レンズの焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
近年、家電製品や情報端末機器、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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
特許文献1には、物体側から順に、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レンズから構成され、第1レンズの焦点距離と撮像レンズ全系の焦点距離の関係、第2レンズの屈折率、第3レンズの焦点距離と第4レンズの焦点距離の関係、第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径と第7レンズの像側の面の近軸曲率半径の関係、第4レンズの屈折率が、一定の条件を満たすよう構成された撮像レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】中国特許出願公開第110346903号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載のレンズ構成で、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。
【0008】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、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しながらも、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。
【0009】
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、平面とは近軸における形状を指すものと定義する。屈折力とは、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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明による撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に配置された、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、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズと、第6レンズと、負の屈折力を有する第7レンズとから構成され、前記第4レンズは、近軸において像側が凸面であり、前記第7レンズは、近軸において像側が凹面で構成される。
【0011】
第1レンズは、負の屈折力を有し、両面に非球面を形成することで、色収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差を抑制する。
【0012】
第2レンズは、正の屈折力を有し、両面に非球面を形成することで、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。
【0013】
第3レンズは、正の屈折力を有し、両面に非球面を形成することで、低背化を図るとともに、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。
【0014】
第4レンズは、負の屈折力を有し、両面に非球面を形成するとともに、近軸において像側を凸面とすることで、色収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。
【0015】
第5レンズは、正の屈折力を有し、両面に非球面を形成することで、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。
【0016】
第6レンズは、両面に非球面を形成することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。
【0017】
第7レンズは、負の屈折力を有し、両面に非球面を形成することで、色収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。また、近軸において像側を凹面とすることで、低背化を維持しながらバックフォーカスを確保する。
【0018】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第3レンズは、近軸において物体側が凸面であることが望ましい。
【0019】
第3レンズの物体側の面を、近軸において凸面とすることで、球面収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0020】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第3レンズは、近軸において像側が凸面であることが望ましい。
【0021】
第3レンズの像側の面を、近軸において凸面とすることで、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0022】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第3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が望ましい。
【0023】
第3レンズの物体側の面に、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状を形成することにより、非点収差、像面湾曲、歪曲収差のより良好な補正が可能になる。
【0024】
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。
【0025】
第6レンズの物体側の面に、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状を形成することにより、非点収差、像面湾曲、歪曲収差のより良好な補正が可能になる。
【0026】
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。
【0027】
第6レンズの像側の面に、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状を形成することにより、非点収差、像面湾曲、歪曲収差のより良好な補正が可能になる。
【0028】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第7レンズは、近軸において物体側が凸面であることが望ましい。
【0029】
第7レンズの物体側の面を、近軸において凸面とすることで、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0030】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第7レンズの像側の面は、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が望ましい。
【0031】
第7レンズの像側の面に、光軸上以外の位置に極点を有する非球面形状を形成することにより、非点収差、像面湾曲、歪曲収差のより良好な補正が可能になる。
【0032】
本発明の撮像レンズは、上述した構成を採ることにより、全長対角比(光学全長と撮像素子の有効撮像面の対角線の長さとの比)が0.75以下となる低背化を実現し、Fナンバーは、2.0以下となる低Fナンバー化を実現する。
【0033】
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)-1.90<f7/f<-0.30
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。
【0034】
条件式(1)は、第7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(1)の範囲を満足することで、色収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0035】
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)41.00<|r2|/D1
ただし、r2は第1レンズの像側の面の近軸曲率半径、D1は第1レンズの光軸上の厚みである。
【0036】
条件式(2)は、第1レンズの像側の面の近軸曲率半径、および第1レンズの光軸上の厚みの関係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、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0037】
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)1.00<r11/(T5+D6)<20.00
ただし、r11は第6レンズの物体側の面の近軸曲率半径、T5は第5レンズの像側の面から第6レンズの物体側の面までの光軸上の距離、D6は第6レンズの光軸上の厚みである。
【0038】
条件式(3)は、第6レンズの物体側の面の近軸曲率半径、第5レンズの像側の面から第6レンズの物体側の面までの光軸上の距離、および第6レンズの光軸上の厚みの関係を適切な範囲に規定するものである。条件式(3)の範囲を満足することで、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0039】
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)0.35<f5/f<1.58
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。
【0040】
条件式(4)は、第5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(4)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0041】
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)-1.70<r6/f<-0.20
ただし、r6は第3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。
【0042】
条件式(5)は、第3レンズの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(5)の範囲を満足することで、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0043】
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)1.10<|r9|/f<7.00
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。
【0044】
条件式(6)は、第5レンズの物体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(6)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0045】
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)3.50<r13/T6<12.50
ただし、r13は第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径、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である。
【0046】
条件式(7)は、第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径、および第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の関係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、低背化を図るとともに、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0047】
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)-1.70<r13/f7<-0.45
ただし、r13は第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径、f7は第7レンズの焦点距離である。
【0048】
条件式(8)は、第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径、および第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(8)の範囲を満足することで、色収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0049】
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)0.10<(D6/|f6|)×100<3.00
ただし、D6は第6レンズの光軸上の厚み、f6は第6レンズの焦点距離である。
【0050】
条件式(9)は、第6レンズの光軸上の厚み、および第6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(9)の範囲を満足することで、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0051】
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)0.30<(T1/TTL)×100<0.55
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。
【0052】
条件式(10)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、および光学全長の関係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、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0053】
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)18.50<T6/T5<50.00
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、T5は第5レンズの像側の面から第6レンズの物体側の面までの光軸上の距離である。
【0054】
条件式(11)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、第5レンズの像側の面から第6レンズの物体側の面までの光軸上の距離の関係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、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0055】
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)3.50<|f6|/f
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。
【0056】
条件式(12)は、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)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0057】
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)-2.75<f2/f7<-1.10
ただし、f2は第2レンズの焦点距離、f7は第7レンズの焦点距離である。
【0058】
条件式(13)は、第2レンズの焦点距離、および第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(13)の範囲を満足することで、色収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0059】
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)0.55<f3/f2<1.50
ただし、f3は第3レンズの焦点距離、f2は第2レンズの焦点距離である。
【0060】
条件式(14)は、第3レンズの焦点距離、および第2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(14)の範囲を満足することで、低背化を図るとともに、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0061】
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)0.10<f4/f5/f7<0.35
ただし、f4は第4レンズの焦点距離、f5は第5レンズの焦点距離、f7は第7レンズの焦点距離である。
【0062】
条件式(15)は、第4レンズの焦点距離、第5レンズの焦点距離、および第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(15)の範囲を満足することで、色収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0063】
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)2.35<|r2|/f<86.00
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。
【0064】
条件式(16)は、第1レンズの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で、コマ収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0065】
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)35.00<r3/T1<132.00
ただし、r3は第2レンズの物体側の面の近軸曲率半径、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である。
【0066】
条件式(17)は、第2レンズの物体側の面の近軸曲率半径、および第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の関係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で、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0067】
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)0.70<|r5|/f<8.00
ただし、r5は第3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。
【0068】
条件式(18)は、第3レンズの物体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(18)の範囲を満足することで、球面収差、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0069】
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)-12.00<r6/T3<-2.50
ただし、r6は第3レンズの像側の面の近軸曲率半径、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。
【0070】
条件式(19)は、第3レンズの像側の面の近軸曲率半径、および第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の関係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で、低背化を図るとともに、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0071】
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)0.20<r11/f<1.15
ただし、r11は第6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。
【0072】
条件式(20)は、第6レンズの物体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(20)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0073】
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)0.10<r12/r13<1.30
ただし、r12は第6レンズの像側の面の近軸曲率半径、r13は第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径である。
【0074】
条件式(21)は、第6レンズの像側の面の近軸曲率半径、および第7レンズの物体側の面の近軸曲率半径の関係を適切な範囲に規定するものである。条件式(21)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0075】
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)0.01<r12/|f6|<0.15
ただし、r12は第6レンズの像側の面の近軸曲率半径、f6は第6レンズの焦点距離である。
【0076】
条件式(22)は、第6レンズの像側の面の近軸曲率半径、および第6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(22)の範囲を満足することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0077】
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)-0.60<r14/f7<-0.20
ただし、r14は第7レンズの像側の面の近軸曲率半径、f7は第7レンズの焦点距離である。
【0078】
条件式(23)は、第7レンズの像側の面の近軸曲率半径、および第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(23)の範囲を満足することで、色収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の良好な補正が可能になる。
【0079】
本発明により、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しながらも、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。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【
図1】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。
【
図2】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。
【
図3】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。
【
図4】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。
【
図5】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。
【
図6】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。
【
図7】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。
【
図8】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。
【
図9】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。
【
図10】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。
【
図11】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。
【
図12】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。
【
図13】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。
【
図14】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。
【
図15】本発明の実施例8の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【
図16】本発明の実施例8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。
【
図17】本発明の実施例9の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【
図18】本発明の実施例9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。
【
図19】本発明の実施例10の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【
図20】本発明の実施例10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。
【
図21】本発明の実施例11の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【
図22】本発明の実施例11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。
【発明を実施するための形態】
【0081】
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。
【0082】
【0083】
図1に示すように、本発明による撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に配置された、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、正の屈折力を有する第3レンズL3と、負の屈折力を有する第4レンズL4と、正の屈折力を有する第5レンズL5と、第6レンズL6と、負の屈折力を有する第7レンズL7とから構成され、前記第4レンズL4は、近軸において像側が凸面であり、前記第7レンズL7は、近軸において像側が凹面で構成される。
【0084】
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)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。
【0085】
開口絞りSTは、第2レンズL2と第3レンズL3の間に配置しているため、歪曲収差の補正を容易にしている。なお、開口絞りSTの位置は、第2レンズL2と第3レンズL3の間に限定されない。撮像素子の仕様に応じて適宜配置すればよい。
【0086】
第1レンズL1は、負の屈折力を有し、近軸において物体側が凹面であるとともに、像側が凸面のメニスカス形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、色収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差を抑制している。
【0087】
また、第1レンズL1の形状は、
図5、
図7、および
図9に示す実施例3、実施例4、および実施例5のように、近軸において物体側が凹面であるとともに、像側が凹面の両凹形状であってもよい。この場合、両面の負の屈折力により、色収差の抑制に有利になる。さらに、第1レンズL1の形状は、
図17、および
図19に示す実施例9、および実施例10のように、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凹面のメニスカス形状であってもよい。この場合、色収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差の抑制が可能になる。
【0088】
第2レンズL2は、正の屈折力を有し、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凹面のメニスカス形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0089】
第3レンズL3は、正の屈折力を有し、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凸面の両凸形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、低背化を図るとともに、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0090】
第4レンズL4は、負の屈折力を有し、近軸において物体側が凹面であるとともに、像側が凸面のメニスカス形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、色収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0091】
第5レンズL5は、正の屈折力を有し、近軸において物体側が凹面であるとともに、像側が凸面のメニスカス形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、低背化を図るとともに、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0092】
また、第5レンズL5の形状は、
図5、
図7、
図9、
図11、
図13、
図15、
図17、
図19、および
図21に示す実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、実施例7、実施例8、実施例9、実施例10、および実施例11のように、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凸面の両凸形状であってもよい。この場合、両面の正の屈折力により、低背化に有利になる。
【0093】
第6レンズL6は、正の屈折力を有し、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凹面のメニスカス凹形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を補正している。
【0094】
なお、第6レンズL6の屈折力は、
図5、
図7、および
図9に示す実施例3、実施例4、および実施例5のように、負の屈折力を有してもよい。この場合、色収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の補正に有利になる。
【0095】
また、第6レンズL6の物体側の面に形成された非球面は、光軸X上以外の位置に極点を有している。そのため、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0096】
さらに、第6レンズL6の像側の面に形成された非球面は、光軸X上以外の位置に極点を有している。そのため、非点収差、像面湾曲、歪曲収差をより良好に補正している。
【0097】
第7レンズL7は、負の屈折力を有し、近軸において物体側が凸面であるとともに、像側が凹面のメニスカス形状である。また、両面に非球面が形成されている。そのため、色収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を補正している。第7レンズL7の像側の面を近軸において凹面とすることで、低背化を維持しながらバックフォーカスを確保している。
【0098】
また、第7レンズL7の像側の面に形成された非球面は、光軸X上以外の位置に極点を有している。そのため、非点収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正している。
【0099】
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好ましい。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となる。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式(1)から(23)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)-1.90<f7/f<-0.30
(2)41.00<|r2|/D1
(3)1.00<r11/(T5+D6)<20.00
(4)0.35<f5/f<1.58
(5)-1.70<r6/f<-0.20
(6)1.10<|r9|/f<7.00
(7)3.50<r13/T6<12.50
(8)-1.70<r13/f7<-0.45
(9)0.10<(D6/|f6|)×100<3.00
(10)0.30<(T1/TTL)×100<0.55
(11)18.50<T6/T5<50.00
(12)3.50<|f6|/f
(13)-2.75<f2/f7<-1.10
(14)0.55<f3/f2<1.50
(15)0.10<f4/f5/f7<0.35
(16)2.35<|r2|/f<86.00
(17)35.00<r3/T1<132.00
(18)0.70<|r5|/f<8.00
(19)-12.00<r6/T3<-2.50
(20)0.20<r11/f<1.15
(21)0.10<r12/r13<1.30
(22)0.01<r12/|f6|<0.15
(23)-0.60<r14/f7<-0.20
ただし、
D1:第1レンズL1の光軸X上の厚み
D6:第6レンズL6の光軸X上の厚み
TTL:光学全長
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
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
T5:第5レンズL5の像側の面から第6レンズL6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
f:撮像レンズ全系の焦点距離
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
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
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
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
r13:第7レンズL7の物体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
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。
【0103】
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(23a)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)-1.70<f7/f<-0.70
(2a)46.00<|r2|/D1<1500.00
(3a)2.50<r11/(T5+D6)<14.00
(4a)0.55<f5/f<1.40
(5a)-1.45<r6/f<-0.55
(6a)1.40<|r9|/f<6.60
(7a)4.00<r13/T6<10.50
(8a)-1.45<r13/f7<-0.50
(9a)0.20<(D6/|f6|)×100<2.50
(10a)0.40<(T1/TTL)×100<0.50
(11a)20.50<T6/T5<41.50
(12a)4.00<|f6|/f<100.00
(13a)-2.20<f2/f7<-1.30
(14a)0.60<f3/f2<1.15
(15a)0.13<f4/f5/f7<0.25
(16a)2.75<|r2|/f<70.00
(17a)55.00<r3/T1<110.00
(18a)1.10<|r5|/f<6.50
(19a)-11.40<r6/T3<-3.75
(20a)0.30<r11/f<0.95
(21a)0.20<r12/r13<1.10
(22a)0.01<r12/|f6|<0.12
(23a)-0.45<r14/f7<-0.25
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。なお、条件式(1a)から(23a)それぞれの下限値のみ、または上限値のみを、それぞれが対応する条件式(1)から(23)へ適用させてもよい。
【0104】
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、A18、A20としたとき数式1により表わされる。
【0105】
【0106】
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。
【0107】
(実施例1)
【0108】
基本的なレンズデータを以下の表1に示す。
【0109】
【0110】
実施例1の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0111】
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、
図16、
図18、
図20、および
図22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。
【0112】
(実施例2)
【0113】
基本的なレンズデータを以下の表2に示す。
【0114】
【0115】
実施例2の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0116】
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。
【0117】
(実施例3)
【0118】
基本的なレンズデータを以下の表3に示す。
【0119】
【0120】
実施例3の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0121】
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。
【0122】
(実施例4)
【0123】
基本的なレンズデータを以下の表4に示す。
【0124】
【0125】
実施例4の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0126】
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。
【0127】
(実施例5)
【0128】
基本的なレンズデータを以下の表5に示す。
【0129】
【0130】
実施例5の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0131】
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。
【0132】
(実施例6)
【0133】
基本的なレンズデータを以下の表6に示す。
【0134】
【0135】
実施例6の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0136】
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。
【0137】
(実施例7)
【0138】
基本的なレンズデータを以下の表7に示す。
【0139】
【0140】
実施例7の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0141】
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。
【0142】
(実施例8)
【0143】
基本的なレンズデータを以下の表8に示す。
【0144】
【0145】
実施例8の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0146】
図16は実施例8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16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。
【0147】
(実施例9)
【0148】
基本的なレンズデータを以下の表9に示す。
【0149】
【0150】
実施例9の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0151】
図18は実施例9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18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。
【0152】
(実施例10)
【0153】
基本的なレンズデータを以下の表10に示す。
【0154】
【0155】
実施例10の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0156】
図20は実施例10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20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。
【0157】
(実施例11)
【0158】
基本的なレンズデータを以下の表11に示す。
【0159】
【0160】
実施例11の撮像レンズは、全長対角比0.68、Fナンバー1.80を実現している。また、表12に示すように条件式(1)から(23)を満たしている。
【0161】
図22は実施例11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22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。
【0162】
表12に実施例1から実施例9に係る条件式(1)から(23)の値を示す。
【0163】
【産業上の利用可能性】
【0164】
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。
【符号の説明】
【0165】
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
IR フィルタ
IMG 撮像面