JP2016095460A - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置において、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差を良好に補正し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現する。
【解決手段】
撮像レンズが、物体側から順に、負の屈折力を有し、物体側の面が凹形状である第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、第６レンズＬ６と、負の屈折力を有し、像側の面が凹形状であり、少なくとも１つの変曲点を有する第７レンズＬ７とから実質的に構成され、第１レンズＬ１と第５レンズＬ５との間に位置する開口絞りＳｔを備え、予め定められた条件式を満足する。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有し、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる固定焦点の撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラや監視カメラ、カメラ付き携帯電話機および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）、スマートフォン、タブレット型端末および携帯型ゲーム機等の撮像装置に関する。

パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラが急速に普及している。また、携帯電話、スマートフォン、またはタブレット型端末に画像入力用のカメラモジュールが搭載されることも多くなっている。このような撮像機能を有する機器には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像機器全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。例えば５メガピクセル以上、よりさらに好適には８メガピクセル以上の高画素に対応した性能が要求されている。

このような要求に対して、５枚以上のレンズを備えたレンズ枚数が比較的多い撮像レンズが提案されており、特許文献１および２には、全長の短縮化と小さなＦナンバーと広画角化の達成を図るために７枚構成の撮像レンズが提案されている。

特開２０１４−１０２４０８号公報 特開２０１４−１０２３５８号公報

一方で、特に携帯端末、スマートフォン、またはタブレット型端末などに用いられるようなレンズ全長が比較的短い撮像レンズにおいては、上記のような要求に加え、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差の十分な補正が求められている。

しかしながら、特許文献１に記載された撮像レンズは倍率色収差と歪曲収差の補正が十分でなく、特許文献２に記載された撮像レンズは軸上色収差の補正が十分でない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差を良好に補正し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有し、物体側の面が凹形状である第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、負の屈折力を有し、像側の面が凹形状であり、像側の面が像側の面と最大画角の主光線との交点よりも半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する第７レンズとから構成される実質的に７個のレンズからなり、第１レンズと第５レンズとの間に位置する開口絞りを備え、第２レンズと第３レンズのうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有し、第５レンズと第６レンズのうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有し、下記条件式を満足することを特徴とする。
３０＜νＰ１−νＮ１＜５０ （１）
３０＜νＰ２−νＮ２＜５０ （２）
ただし、
νＰ１：第２レンズと第３レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＮ１：第２レンズと第３レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＰ２：第５レンズと第６レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＮ２：第５レンズと第６レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数

なお、本発明の撮像レンズにおいて、「実質的に７個のレンズからなり、」とは、本発明の撮像レンズが、７個のレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つものも含むことを意味する。また、上記のレンズの面形状や屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

本発明の撮像レンズにおいて、さらに、次の好ましい構成を採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。

本発明の撮像レンズにおいて、開口絞りは、第３レンズと第４レンズとの間、または、第４レンズと第５レンズとの間に位置することが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第５レンズは負の屈折力を有し、第６レンズは正の屈折力を有することが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第６レンズは両凸形状であることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第７レンズは両凹形状であることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第２レンズは正の屈折力を有し、第３レンズは負の屈折力を有することが好ましい。

本発明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好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面が、物体側の面と最大画角の主光線との交点よりも半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。

本発明の撮像レンズは、以下の条件式（３）〜（７）、（１−１）〜（７−１）のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。
３０＜νＰ１−νＮ１＜４０ （１−１）
３０＜νＰ２−νＮ２＜４０ （２−１）
０＜ｆ／ｆ６７＜２ （３）
０＜ｆ／ｆ６７＜１ （３−１）
０＜ｆ／ｆ１２＜２ （４）
０＜ｆ／ｆ１２＜１ （４−１）
０．１＜Ｄ２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．３ （５）
−２＜ｆ／ｆ１＜０ （６）
−１＜ｆ／ｆ１＜０ （６−１）
−３＜ｆ／ｆ７＜０ （７）
−２．５＜ｆ／ｆ７＜−１ （７−１）
ただし、
νＰ１：第２レンズと第３レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＮ１：第２レンズと第３レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＰ２：第５レンズと第６レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
νＮ２：第５レンズと第６レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
ｆ：全系の焦点距離
ｆ６７：第６レンズと第７レンズの合成焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
Ｄ２：第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離
ω：無限遠物体に合焦した状態における最大画角の半値
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ７：第７レンズの焦点距離

本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。

本発明の撮像レンズによれば、全体として７枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化したので、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差を良好に補正し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。

また、本発明の撮像装置によれば、高い結像性能を有する本発明の撮像レンズのいずれかによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。 図１に示す撮像レンズの光線図である。 本発明の実施例１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例４に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例５に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例６に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明に係る撮像レンズを備えた携帯電話端末である撮像装置を示す図。 本発明に係る撮像レンズを備えたスマートフォンである撮像装置を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（表１、表２）のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２乃至第６の実施形態に係る数値実施例（表３〜表１２）のレンズ構成に対応する第２乃至第６の構成例の断面構成を、図２〜図６に示す。図１〜図６において、符号Ｒｉは、最も物体側のレンズ要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じであるため、以下では、図１に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図６の構成例についても説明する。また、図７は図１に示す撮像レンズにおける光路図であり、無限遠物体に合焦した状態における軸上光束２、最大画角の光束３の各光路および最大画角の半値ωを示す。なお、最大画角の光束３において、最大画角の主光線４を一点鎖線で示す。

本発明の実施の形態に係る撮像レンズＬは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像機器、特に、比較的小型の携帯端末機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末およびＰＤＡ等に用いて好適なものである。この撮像レンズＬは、光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、第６レンズＬ６と、第７レンズＬ７を備えている。

図１４に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置１である携帯電話端末の概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置１は、本実施の形態に係る撮像レンズＬと、この撮像レンズＬによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤなどの撮像素子１００（図１〜６参照）とを備えて構成される。撮像素子１００は、この撮像レンズＬの結像面（図１〜６における像面Ｒ１８）に配置される。

図１５に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置５０１であるスマートフォンの概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置５０１は、本実施の形態に係る撮像レンズＬと、この撮像レンズＬによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤなどの撮像素子１００（図１〜６参照）とを有するカメラ部５４１を備えて構成される。撮像素子１００は、この撮像レンズＬの結像面（撮像面）に配置される。

第７レンズＬ７と撮像素子１００との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＣＧが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていてもよい。この場合、光学部材ＣＧとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたもの、あるいは同様の効果を有する材料を使用しても良い。

また、光学部材ＣＧを用いずに、第７レンズＬ７にコートを施す等して光学部材ＣＧと同等の効果を持たせるようにしてもよい。これにより、部品点数の削減と全長の短縮を図ることができる。

この撮像レンズＬは、第１レンズＬ１と第５レンズＬ５との間に位置する開口絞りＳｔを備える。なお、開口絞りＳｔは第１レンズＬ１と第５レンズＬ５との間に位置するものであれば、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間のいずれに位置するものであってもよい。開口絞りＳｔを第１レンズＬ１と第５レンズＬ５との間に位置させた場合には、開口絞りＳｔよりも物体側に配置された１枚以上のレンズの屈折力と開口絞りＳｔよりも像側に配置されたその他のレンズの屈折力が、開口絞りＳｔに対して互いに略対称となるように第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７をそれぞれ配することが容易となり、歪曲収差と倍率色収差を良好に補正することができる。この効果をさらに高めるために、開口絞りＳｔは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間、または、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間に位置することが好ましい。本実施の形態において、第１〜６の構成例のレンズ（図１〜６）が、開口絞りＳｔが第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置された構成例である。開口絞りＳｔが第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置されている場合には、開口絞りＳｔが第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間に配置されている場合よりも特に結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面（撮像素子）への入射角が大きくなるのを抑制することができる。また、ここに示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ１上の位置を示すものである。

第１レンズＬ１は、光軸近傍で負の屈折力を有する。また、第７レンズＬ７は負の屈折力を有する。撮像レンズＬの最も物体側に位置する第１レンズＬ１と、撮像レンズＬの最も像側に配置された第７レンズＬ７との双方を負の屈折力を有するものとして、撮像レンズＬの最も物体側に位置するレンズの屈折力と撮像レンズＬの最も像側に位置するレンズの屈折力とを開口絞りＳｔを挟んで対称に構成することにより、第７レンズＬ７で生じる歪曲収差と倍率色収差を低画角において良好に補正することができる。

また、第１レンズＬ１の物体側の面は光軸近傍で凹形状である。また、第７レンズＬ７の像側の面は光軸近傍で凹形状である。このように、撮像レンズＬの最も物体側に位置する第１レンズＬ１の物体側の面を物体側に凹面形状とし、撮像レンズＬの最も像側に位置する第７レンズＬ７の像側の面を像側に凹面形状として、撮像レンズＬの最も物体側の面形状と撮像レンズＬの最も像側の面形状とを開口絞りＳｔを挟んで対称に構成することにより、第７レンズＬ７の像側の面において生じる歪曲収差と倍率色収差を良好に補正することができる。

さらに、第１レンズＬ１は、物体側の面が物体側の面と最大画角の主光線との交点から光軸に向かって半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。また、第７レンズＬ７は、像側の面が物体側の面と最大画角の主光線との交点から光軸に向かって半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状である。第１レンズＬ１の物体側の面が上述の変曲点を有する非球面形状である場合には、撮像レンズＬの最も物体側の面である第１レンズＬ１の物体側の面が光軸近傍で物体側に凹形状であって、変曲点を有する非球面形状であり、撮像レンズＬの最も像側の面である第７レンズＬ７の像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であって、変曲点を有する非球面形状であるため、撮像レンズＬの最も物体側の面形状と撮像レンズＬの最も像側の面形状とを開口絞りＳｔを挟んで略対称に構成することができ、第７レンズＬ７の周辺部において生じる歪曲収差を良好に補正することができる。

なお、第１レンズＬ１の物体側の面における「変曲点」とは、第１レンズＬ１の物体側の面形状が像側に対して凸形状から凹形状（または凹形状から凸形状）に切り替わる点を意味する。また、本明細書中において、「物体側の面と最大画角の主光線との交点から光軸に向かって半径方向内側に」とは、物体側の面と最大画角の主光線との交点と同じ位置かそれより光軸に向かって半径方向内側を意味する。また、第１レンズＬ１の物体側の面に設けられた変曲点は、第１レンズＬ１の物体側の面と最大画角の主光線との交点と同じ位置かそれより光軸に向かって半径方向内側の任意の位置に配置することができる。同様に、第７レンズＬ７の像側の面における「変曲点」とは、第７レンズＬ７の像側の面形状が像側に対して凸形状から凹形状（または凹形状から凸形状）に切り替わる点を意味する。また、第７レンズＬ７の像側の面に設けられた変曲点は、第７レンズＬ７の像側の面と最大画角の主光線との交点と同じ位置かそれより光軸に向かって半径方向内側の任意の位置に配置することができる。

また、第１レンズＬ１は光軸近傍で両凹形状であることが好ましい。この場合には、第１レンズＬ１を光軸近傍で像側に凹面を向けたものとすることにより、球面収差の発生を抑制することができる。

第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、一方は光軸近傍で正の屈折力を有し、他方は光軸近傍で負の屈折力を有する。正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを隣接して位置させることにより、特に球面収差などの諸収差を良好に補正することができる。

例えば、第２レンズＬ２が光軸近傍で正の屈折力を有し、第３レンズＬ３が光軸近傍で負の屈折力を有するようにしてもよい。この場合には、第２レンズＬ２により、撮像レンズＬの正の屈折力を確保することが容易となり、レンズ全長の短縮化に有利である。また、第２レンズＬ２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が好ましい。この場合には、第２レンズＬ２の後側主点位置を物体側に寄せやすく、レンズ全長の短縮化にさらに有利である。

また、第３レンズＬ３が光軸近傍において負の屈折力を有する場合には、第２レンズＬ２において発生する球面収差を良好に補正することができる。また、第３レンズＬ３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が好ましい。この場合には、非点収差と高次の球面収差の発生を抑制することができる。

第４レンズＬ４は、撮像レンズＬを光線が通過する間に発生する諸収差をバランスよく補正できるものであれば、光軸近傍において負の屈折力を有するものとしてもよく、正の屈折力を有するものとしてもよい。第４レンズＬ４が光軸近傍で正の屈折力を有する場合には、７枚構成の撮像レンズＬの光軸方向の略中央に位置する第４レンズＬ４が光軸近傍で正の屈折力を有することにより、歪曲収差の発生を抑制しつつ、撮像レンズＬの正の屈折力を十分強めることができる。また、第４レンズＬ４は光軸近傍で両凸形状とすることが好ましい。この場合には、第４レンズＬ４の物体側の面と像側の面の両方で正の屈折力を好適に確保しつつ、第４レンズＬ４の各面における正の屈折力が大きくなりすぎることを抑制できるため、球面収差の発生を好適に抑制することができる。

また、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、一方は光軸近傍で正の屈折力を有し、他方は光軸近傍で負の屈折力を有する。正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを隣接して位置させることにより、特に球面収差などの諸収差を良好に補正することができる。

例えば、第５レンズＬ５が光軸近傍で負の屈折力を有し、第６レンズＬ６が光軸近傍で正の屈折力を有するようにしてもよい。この場合には、第５レンズＬ５が光軸近傍で負の屈折力を有することにより、球面収差、非点収差を良好に補正することができる。また、第５レンズＬ５を、光軸近傍において物体側に凹面を向けたメニスカス形状とすることが好ましい。この場合には、非点収差の発生をさらに抑制することができる。

また、第６レンズＬ６が光軸近傍で正の屈折力を有する場合には、結像面（図１〜６におけるＲ１８参照）に比較的近い位置に正の屈折力を配することができるため、負の屈折力を有する第７レンズＬ７を光線が通過する際に発生する歪曲収差と倍率色収差の補正に有利である。また、第６レンズＬ６は、光軸近傍において両凸形状であることが好ましい。この場合には、第６レンズＬ６の物体側の面と像側の面の両方で正の屈折力を好適に確保しつつ、第６レンズＬ６の各面における正の屈折力が大きくなりすぎることを抑制できるため、バランスよく非点収差を補正することができる。

また、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有する。撮像レンズＬの最も像側に配置されたレンズである第７レンズＬ７を光軸近傍において負の屈折力を有するものとすることにより、撮像レンズＬの後側主点位置を物体側に寄せることができ、好適にレンズ全長を短縮化することができる。また、第７レンズＬ７は光軸近傍において像側に凹面を向けている。このため、より好適にレンズ全長の短縮化を実現しつつ、像面湾曲を良好に補正することができる。また、第７レンズＬ７を光軸近傍において両凹形状としてもよい。この場合には、第７レンズＬ７の物体側の面と像側の面の両方で第７レンズＬ７の負の屈折力を好適に確保しつつ、第７レンズＬ７の各面における曲率の絶対値が大きくなりすぎることを抑制できるため、レンズ全長の短縮化に有利である。

また、第７レンズＬ７は、先述したように、像側の面が像側の面と最大画角の主光線との交点から光軸に向かって半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状である。このことにより、特に結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面（撮像素子）への入射角が大きくなるのを抑制することができる。また、第７レンズＬ７を、像側の面が像側の面と最大画角の主光線との交点から光軸に向かって半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状とすることにより、歪曲収差を良好に補正することができる。

また、上記撮像レンズＬを構成する第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７を単レンズとした場合には、第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７のいずれかのレンズを接合レンズとした場合よりも、レンズ面数が多いため、各レンズの設計自由度が高くなり、好適に全長の短縮化を図ることができる。

上記撮像レンズＬによれば、全体として７枚というレンズ構成において、第１乃至第７レンズの各レンズ要素の構成を最適化したので、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差を良好に補正し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。

この撮像レンズＬは、高性能化のために、第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７のそれぞれのレンズの少なくとも一方の面を非球面形状とすることが好適である。

次に、以上のように構成された撮像レンズＬの条件式に関する作用および効果をより詳細に説明する。なお、撮像レンズＬは、下記各条件式について、各条件式のいずれか１つまたは任意の組合せを満足することが好ましい。満足する条件式は撮像レンズＬに要求される事項に応じて適宜選択されることが好ましい。

第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＰ１と、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＮ１は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
３０＜νＰ１−νＮ１＜５０ （１）
条件式（１）は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＰ１と、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３のうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＮ１の差の好ましい数値範囲を規定するものである。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とを条件式（１）を満たすような分散率の材質により構成することにより、良好に軸上色収差を補正することができる。この効果をさらに高めるために、条件式（１−１）を満たすことがより好ましい。
３０＜νＰ１−νＮ１＜４０ （１−１）

また、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＰ２と、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＮ２は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
３０＜νＰ２−νＮ２＜５０ （２）
条件式（２）は、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＰ２と、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数νＮ２の差の好ましい数値範囲を規定するものである。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを条件式（２）を満たすような分散率の材質により構成することにより、良好に軸上色収差を補正することができる。この効果をさらに高めるために、条件式（２−１）を満たすことがより好ましい。
３０＜νＰ２−νＮ２＜４０ （２−１）

また、全系の焦点距離ｆおよび第６レンズＬ６と第７レンズＬ７との合成焦点距離ｆ６７は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｆ６７＜２ （３）
条件式（３）は、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７との合成焦点距離ｆ６７に対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（３）の下限以下とならないように合成焦点距離ｆ６７に対する全系の焦点距離ｆの比を確保することにより、負の屈折力を有する第７レンズＬ７において発生する歪曲収差と倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（３）の上限以上とならないように合成焦点距離ｆ１２に対する全系の焦点距離ｆの比を維持することにより、レンズ全系の屈折力に対して第６レンズＬ６と第７レンズＬ７による正の屈折力が強くなりすぎず、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７による正の屈折力によって撮像レンズＬの後側主点位置が像面側に寄せられることを抑制できるため、全長の短縮化に有利である。この効果をさらに高めるために、条件式（３−１）を満たすことがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ６７＜１ （３−１）

また、全系の焦点距離ｆおよび第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離ｆ１２は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｆ１２＜２ （４）
条件式（４）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離ｆ１２に対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲を規定するものである。また、条件式（４）の下限以下とならないように合成焦点距離ｆ１２に対する全系の焦点距離ｆの比を確保することにより、レンズ全系の屈折力に対して第１レンズＬ１と第２レンズＬ２による正の屈折力が弱くなりすぎず、全長の短縮化に有利である。条件式（４）の上限以上とならないように合成焦点距離ｆ１２に対する全系の焦点距離ｆの比を維持することにより、レンズ全系の屈折力に対して第１レンズＬ１と第２レンズＬ２による正の屈折力が強くなりすぎず、球面収差を良好に補正することができる。この効果をさらに高めるために、条件式（４−１）を満たすことがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ１２＜１ （４−１）

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離Ｄ２と全系の焦点距離ｆと無限遠物体に合焦した状態における最大画角の半値ωは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．１＜Ｄ２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．３ （５）
条件式（５）は近軸像高（ｆ・ｔａｎω）に対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離Ｄ２の比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（５）の下限以下とならないように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離Ｄ２を確保することにより、負の屈折力を有する第１レンズＬ１による歪曲収差や倍率収差の補正効果を効果的に奏することができる。条件式（５）の上限以上とならないように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離Ｄ２を抑制することにより、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離Ｄ２が全系の焦点距離ｆに対して大きくなりすぎず、レンズ全長を好適に短縮化することができる。

また、全系の焦点距離ｆおよび第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−２＜ｆ／ｆ１＜０ （６）
条件式（６）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（６）の下限以下とならないように第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する全系の焦点距離ｆを維持することにより、全系の屈折力に対して第１レンズＬ１の屈折力が強くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現することができる。条件式（６）の上限を満足するように第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する全系の焦点距離ｆを確保することにより、歪曲収差、倍率色収差を良好に補正することができる。この効果をさらに高めるために、条件式（６−１）を満たすことがより好ましい。
−１＜ｆ／ｆ１＜０ （６−１）

また、全系の焦点距離ｆおよび第７レンズＬ７の焦点距離ｆ７は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−３＜ｆ／ｆ７＜０ （７）
条件式（７）は、第７レンズＬ７の焦点距離ｆ７に対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（７）の下限以下とならないように第７レンズＬ７の焦点距離ｆ７に対する全系の焦点距離ｆを維持することにより、全系の屈折力に対して第７レンズＬ７の屈折力が強くなりすぎず、ペッツバール和の絶対値を好適に小さくすることができる。また、条件式（７）の上限を満足するように第７レンズＬ７の焦点距離ｆ７に対する全系の焦点距離ｆを確保することにより、全系の屈折力に対して第７レンズＬ７の屈折力が弱くなりすぎず、レンズ全長の短縮化に有利である。この効果をさらに高めるために、条件式（７−１）を満たすことがより好ましい。
−２．５＜ｆ／ｆ７＜−１ （７−１）

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る撮像レンズＬによれば、全体として７枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化したので、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差を良好に補正し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。

また、適宜好ましい条件を満足することで、より高い結像性能を実現できる。また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、本実施の形態に係る高性能の撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、中心画角から周辺画角まで高解像の撮影画像を得ることができる。

また、例えば第１〜第６の実施形態に係る撮像レンズのように無限遠物体に合焦した状態における最大画角が７５度以上となるように、上記撮像レンズＬの第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７を構成した場合には、イメージサイズに対するレンズ全長の短縮化を実現しやすい。このため、撮像レンズＬを、携帯端末などに用いられるようなレンズ全長が比較的短く、高解像化が求められる撮像レンズとして好適に採用することができる。また、例えば第１〜第６の実施形態に係る撮像レンズのように、Ｆナンバーが２．５より小さくなるように、上記撮像レンズＬの第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７を構成した場合には、高解像化の要求に好適に応えることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

後掲の表１および表２は、図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に表１にはその基本的なレンズデータを示し、表２には非球面に関するデータを示す。表１に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係る撮像レンズについて、最も物体側の光学要素の物体側の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（単位：ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（単位：ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。

表１には開口絞りＳｔと光学部材ＣＧも含めて示している。表１では開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載しており、像面に相当する面の面番号の欄には面番号と（ＩＭＧ）という語句を記載している。曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。また、各レンズデータの枠外上部には、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（単位：ｍｍ）と、バックフォーカスＢｆ（単位：ｍｍ）と、ＦナンバーＦｎｏ.と、無限遠物体に合焦した状態における最大画角２ω（°）の値をそれぞれ示す。なお、このバックフォーカスＢｆは空気換算した値を表している。

この実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７の両面がすべて非球面形状となっている。表１の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径（近軸曲率半径）の数値を示している。

表２には実施例１の撮像レンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａｉ，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（単位：ｍｍ）を示す。
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａｉ：第ｉ次（ｉは３以上の整数）の非球面係数
ＫＡ：非球面係数
とする。

以上の実施例１の撮像レンズと同様にして、図２〜図６に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２乃至実施例６として、表３〜表１２に示す。これらの実施例１〜６に係る撮像レンズでは、第１レンズＬ１乃至第７レンズＬ７の両面がすべて非球面形状となっている。

図８は、左から順に実施例１の撮像レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）を表す収差図をそれぞれ示している。球面収差、非点収差（像面湾曲）、ディストーション（歪曲収差）を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図にはＦ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差も示し、倍率色収差図には、Ｆ線、Ｃ線、ｇ線についての収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向（Ｓ）、破線はタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差を示す。また、Ｆｎｏ．はＦナンバーを、ωは無限遠物体に合焦した状態における最大画角の半値をそれぞれ示す。

同様に、実施例２乃至実施例６の撮像レンズについての諸収差を図９乃至図１３に示す。図８乃至図１３に示す収差図は全て物体距離が無限遠の場合のものである。

また、表１３には、本発明に係る各条件式（１）〜（７）に関する値を、各実施例１〜６についてそれぞれまとめたものを示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、軸上色収差と倍率色収差および歪曲収差が良好に補正され、特に歪曲収差が非常に良好に補正されて中心画角から周辺画角まで高い結像性能が実現されている。

なお、本発明の撮像レンズには、実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値などは、各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

また、各実施例では、すべて固定焦点で使用する前提での記載とされているが、フォーカス調整可能な構成とすることも可能である。例えばレンズ系全体を繰り出したり、一部のレンズを光軸上で動かしてオートフォーカス可能な構成とすることも可能である。

なお、上述した近軸曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数はいずれも光学測定に係わる専門家が以下の方法により測定して求めたものである。

近軸曲率半径は、超高精度三次元測定機UA3P（パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社製）を用いてレンズを測定し、以下の手順により求める。近軸曲率半径Ｒ_ｍ(ｍは自然数)と円錐係数Ｋ_ｍを仮に設定してUA3Pに入力し、これらと測定データからUA3P付属のフィッティング機能を用いて非球面形状の式の第ｎ次の非球面係数Ａｎを算出する。上述した非球面形状の式（Ａ）において、Ｃ＝１／Ｒ_ｍ、ＫＡ＝Ｋ_ｍ−１と考える。Ｒ_ｍ、Ｋ_ｍ、Ａｎと非球面形状の式から、光軸からの高さｈに応じた光軸方向の非球面の深さＺを算出する。光軸からの各高さｈにおいて、算出された深さＺと実測値の深さＺ’との差分を求め、この差分が所定範囲内であるか否かを判別し、所定範囲内の場合は設定したＲｍを近軸曲率半径とする。一方、差分が所定範囲外の場合は、光軸からの各高さｈにおいて算出された深さＺと実測値の深さＺ’との差分が所定範囲内になるまで、その差分の算出に用いられたＲ_ｍおよびＫ_ｍの少なくとも一方の値を変更してＲ_ｍ＋１とＫ_ｍ＋１として設定してUA3Pに入力し、上記同様の処理を行い、光軸からの各高さｈにおいて算出された深さＺと実測値の深さＺ’との差分が所定範囲内であるかを判別する処理を繰り返す。なお、ここで言う所定範囲内は、２００ｎｍ以内とする。また、ｈの範囲としてはレンズ最大外径の０〜１／５以内に対応する範囲とする。

面間隔は、組レンズ測長用の中心厚・面間隔測定装置OptiSurf（Trioptics製）を用いて測定して求める。

屈折率は、精密屈折計KPR-2000（株式会社島津製作所製）を用いて、被検物の温度を25°Ｃの状態にして測定して求める。ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）で測定したときの屈折率をＮｄとする。同様に、ｅ線(波長５４６．１ｎｍ）で測定したときの屈折率をＮｅ、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)で測定したときの屈折率をＮＦ、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）で測定したときの屈折率をＮＣ、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)で測定したときの屈折率をＮｇとする。ｄ線に対するアッベ数νｄは、上記の測定により得られたＮｄ、ＮＦ、ＮＣをνｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）の式に代入して算出することにより求める。

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
Ｓｔ 開口絞り
Ｒｉ 物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径
Ｄｉ 物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔
Ｚ１ 光軸
１００ 撮像素子（像面）

Claims (20)

1. 物体側から順に、
   負の屈折力を有し、物体側の面が凹形状である第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、
   負の屈折力を有し、像側の面が凹形状であり、該像側の面が該像側の面と最大画角の主光線との交点よりも半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する第７レンズとから構成される実質的に７個のレンズからなり、
   前記第１レンズと前記第５レンズとの間に位置する開口絞りを備え、
   前記第２レンズと前記第３レンズのうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有し、
   前記第５レンズと前記第６レンズのうち、一方は正の屈折力を有し、他方は負の屈折力を有し、
   下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ３０＜νＰ１−νＮ１＜５０ （１）
   ３０＜νＰ２−νＮ２＜５０ （２）
   ただし、
   νＰ１：前記第２レンズと前記第３レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
   νＮ１：前記第２レンズと前記第３レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
   νＰ２：前記第５レンズと前記第６レンズのうち、正の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
   νＮ２：前記第５レンズと前記第６レンズのうち、負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数
2. 前記開口絞りが、前記第３レンズと前記第４レンズとの間、または、前記第４レンズと前記第５レンズとの間に位置する請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記第５レンズが負の屈折力を有し、前記第６レンズが正の屈折力を有する請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. さらに以下の条件式を満足する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
   ０＜ｆ／ｆ６７＜２ （３）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ６７：前記第６レンズと前記第７レンズの合成焦点距離
5. 前記第６レンズが両凸形状である請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 前記第７レンズが両凹形状である請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
7. 前記第２レンズが正の屈折力を有し、前記第３レンズが負の屈折力を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
8. さらに以下の条件式を満足する請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
   ０＜ｆ／ｆ１２＜２ （４）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
9. さらに以下の条件式を満足する請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
   ０．１＜Ｄ２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．３ （５）
   ただし、
   Ｄ２：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
   ｆ：全系の焦点距離
   ω：無限遠物体に合焦した状態における最大画角の半値
10. さらに以下の条件式を満足する請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    −２＜ｆ／ｆ１＜０ （６）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
11. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    −３＜ｆ／ｆ７＜０ （７）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ７：前記第７レンズの焦点距離
12. 前記第４レンズが正の屈折力を有する請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
13. 前記第１レンズの物体側の面が、該物体側の面と最大画角の主光線との交点よりも半径方向内側に少なくとも１つの変曲点を有する請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
14. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ３０＜νＰ１−νＮ１＜４０ （１−１）
15. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ３０＜νＰ２−νＮ２＜４０ （２−１）
16. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ０＜ｆ／ｆ６７＜１ （３−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ６７：前記第６レンズと前記第７レンズの合成焦点距離
17. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ０＜ｆ／ｆ１２＜１ （４−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
18. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    −１＜ｆ／ｆ１＜０ （６−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
19. さらに以下の条件式を満足する請求項１から１８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    −２．５＜ｆ／ｆ７＜−１ （７−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ７：前記第７レンズの焦点距離
20. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。