(57)【要約】【課題】小型化と大口径化とが図られた高性能の撮像レンズ、および撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズとから構成される。【選択図】図１
2020071270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向かって順に、
光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、
光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、
像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズと
から構成されている
撮像レンズ。
【請求項２】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
１．１＜ＴＴＬ／ｆ１２  ＜１．８  ……（１）
ただし、
ＴＴＬ：前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの光軸上の距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項３】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．８＜ｆ１／ｆ＜２７３．０  ……（２）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項４】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．６＜ｆ２／ｆ＜１１６．０  ……（３）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項５】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
１７．３＜νｄ（Ｌ３）＜２８．５  ……（４）
ただし、
νｄ（Ｌ３）：前記第３レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
【請求項６】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
１．４＜｜ｆ３／ｆ１２｜＜５．１  ……（５）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項７】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
−４．２＜ｆ３／ｆ＜−１．３  ……（６）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項８】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６＜１．５  ……（７）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４５６：前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項９】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６７＜２．２  ……（８）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４５６７：前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項１０】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
−４７０．０＜ｆ４／ｆ＜−２．３  ……（９）
ただし、
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項１１】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
１．７＜｜ｆ７／ｆ１２｜＜２７４．０  ……（１０）
ただし、
ｆ７：前記第７レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項１２】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．５＜｜ｆ１／ｆ３４５６７｜＜２６３．０  ……（１１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ３４５６７：前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項１３】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．６＜｜ｆ２／ｆ３４５６７｜＜７９．８  ……（１２）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ３４５６７：前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
【請求項１４】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４＜１．３  ……（１３）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
とする。
【請求項１５】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ５＜１．０  ……（１４）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
とする。
【請求項１６】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
−５８．１＜ｆ４５／ｆ＜−２．２  ……（１５）
ただし、
ｆ４５：前記第４レンズと前記第５レンズとの合成焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項１７】
前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第１レンズの像面側のレンズ面との間に、開口絞りが配置されている
請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項１８】
撮像レンズと、前記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撮像素子とを含み、
前記撮像レンズは、
物体側から像面側に向かって順に、
光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、
光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、
像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズと
から構成されている
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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カメラ付き携帯電話機および情報携帯端末等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラはカードタイプなど年々薄型のものが作られ、撮像装置の小型化が求められている。また、携帯電話においても端末自体の薄型化や多機能を搭載するスペース確保のために撮像装置の小型化が求められている。それにより、撮像装置に搭載される撮像レンズへのさらなる小型化の要求が高まっている。
【０００３】
また、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子の小型化と同時に、撮像素子の画素ピッチの微細化による高画素数化が進み、それに伴い、これら撮像装置に使用される撮像レンズにも高い性能が求められてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５―５５７２８号公報
【特許文献２】特開２０１５―２０３７９２号公報
【特許文献３】特開２０１６―７１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに、暗所撮影でのノイズによる画質の劣化を防止しつつ、高感度撮影を可能とする大口径の明るいレンズが要求されている。
【０００６】
小型化と大口径化とが図られた高性能の撮像レンズ、およびそのような撮像レンズを搭載した撮像装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一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、光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズとから構成されている。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係る撮像装置は、撮像レンズと、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撮像素子とを含み、撮像レンズを、上記本開示の一実施の形態に係る撮像レンズによって構成する。
【０００９】
本開示の一実施の形態に係る撮像レンズ、または撮像装置では、全体として７枚のレンズ構成で、各レンズの構成の最適化が図られている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すレンズ断面図である。
【図２】撮像レンズの第２の構成例を示すレンズ断面図である。
【図３】撮像レンズの第３の構成例を示すレンズ断面図である。
【図４】撮像レンズの第４の構成例を示すレンズ断面図である。
【図５】撮像レンズの第５の構成例を示すレンズ断面図である。
【図６】撮像レンズの第６の構成例を示すレンズ断面図である。
【図７】撮像レンズの第７の構成例を示すレンズ断面図である。
【図８】撮像レンズの第８の構成例を示すレンズ断面図である。
【図９】撮像レンズの第９の構成例を示すレンズ断面図である。
【図１０】図１に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例１における諸収差を示す収差図である。
【図１１】図２に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例２における諸収差を示す収差図である。
【図１２】図３に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例３における諸収差を示す収差図である。
【図１３】図４に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例４における諸収差を示す収差図である。
【図１４】図５に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例５における諸収差を示す収差図である。
【図１５】図６に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例６における諸収差を示す収差図である。
【図１６】図７に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例７における諸収差を示す収差図である。
【図１７】図８に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例８における諸収差を示す収差図である。
【図１８】図９に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例９における諸収差を示す収差図である。
【図１９】撮像装置の一構成例を示す正面図である。
【図２０】撮像装置の一構成例を示す背面図である。
【図２１】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【図２３】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す構成図である。
【図２４】図２３に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．比較例
１．レンズの基本構成
２．作用・効果
３．撮像装置への適用例
４．レンズの数値実施例
５．応用例
５．１  第１の応用例
５．２  第２の応用例
６．その他の実施の形態
【００１２】
＜０．比較例＞
撮像レンズにおいて、小型かつ、高性能化を図るために７枚以上のレンズ構成にすることが考えられる。例えば、特許文献１（特開２０１５―５５７２８号公報）、特許文献２（特開２０１５―２０３７９２号公報）、特許文献３（特開２０１６―７１１１５号公報）には、７枚構成の撮像レンズが開示されている。
【００１３】
特許文献１には、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズと、正または負の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、正または負の屈折力を有する第４レンズと、正または負の屈折力を有する第５レンズと、正または負の屈折力を有する第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た撮像レンズが開示されている。特許文献１には、実施例としては、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、および第７レンズの全てが負の屈折力を有する構成は開示も示唆もなされていない。特許文献１に記載の撮像レンズでは、小型化のために第１レンズと第２レンズとに集約すべき正の屈折力を、第１レンズおよび第２レンズ以外のレンズに分散させてしまっている。このため、小型化に不利な構成となっている。また、特許文献１に記載の撮像レンズでは、第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離が正になる構成となっていることと、第５レンズが像面側に凸面を向けた強い（曲率の大きい）メニスカス形状になることとがレンズ自体の厚みを増してしまう要因となり、小型化に不利になる。さらには、特許文献１に記載の撮像レンズの構成では、大口径化する際に、前側で発生した球面収差の補正不足をまねく可能性がある。そのため、所定の光学性能を満足しつつ、諸収差を抑え込むには性能が不十分になってしまう場合があり、各レンズのパワーを見直すことで、改善の余地がある。
【００１４】
特許文献２には、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズからなる第１レンズ群と、第４レンズおよび第５レンズからなる第２レンズ群と、第６レンズおよび第７レンズからなる第３レンズ群とで構成された７枚構成の撮像レンズが開示されている。特許文献２に記載の撮像レンズの構成では、小型化を達成するには、第１レンズ群の正の屈折力を強くすることが望ましいが、これは第１レンズ群で光線が強く屈折することを意味する。特許文献２に記載の撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群とが共に正の屈折力を有しているが、この構成の場合、小型化のために第１レンズ群で強く光線を屈折させてしまうと、第２レンズ群でさらに光線を屈折させてしまうため、収差をより悪化させてしまうこととなり、良好な収差補正を得られない。そのため、第２レンズ群の屈折力を見直すことで改善の余地がある。
【００１５】
特許文献３には、第１ないし第７の光学素子からなる撮像レンズが開示されている。特許文献３に記載の撮像レンズでは、第７の光学素子として、実質的に屈折力を有さない、両面が非球面の収差補正光学素子を１枚配置して構成したことを特徴としている。この構成では、第７の光学素子が実質的に近軸近傍での屈折力がなく、かつ第７の光学素子を配置するための空間が必要となるため、小型化を図るには不向きである。また、収差補正についても、近軸近傍外での補正効果はあるが、近軸近傍での収差補正の効果が無いため、第７レンズが屈折力を有する７枚構成の撮像レンズと比べ、所定の光学性能を確保することが困難になる。そのため、レンズの構成を見直すことで改善の余地がある。
【００１６】
そこで、小型化と大口径化とが図られた高性能の７枚構成の撮像レンズ、およびそのような７枚構成の撮像レンズを搭載した撮像装置を提供することが望ましい。
【００１７】
＜１．レンズの基本構成＞
図１は、本開示の一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。図２は、撮像レンズの第２の構成例を示している。図３は、撮像レンズの第３の構成例を示している。図４は、撮像レンズの第４の構成例を示している。図５は、撮像レンズの第５の構成例を示している。図６は、撮像レンズの第６の構成例を示している。図７は、撮像レンズの第７の構成例を示している。図８は、撮像レンズの第８の構成例を示している。図９は、撮像レンズの第９の構成例を示している。これらの構成例に具体的な数値を適用した数値実施例は後述する。
【００１８】
図１等において、符号ＩＭＧは像面、Ｚ１は光軸を示す。Ｓｔは開口絞りを示す。像面ＩＭＧの近傍にはＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０１が配置されていてもよい。撮像レンズと像面ＩＭＧとの間には、撮像素子保護用のシールガラスＳＧや各種の光学フィルタ等の光学部材が配置されていてもよい。
【００１９】
以下、本実施の形態に係る撮像レンズの構成を、適宜図１等に示した構成例に対応付けて説明するが、本開示による技術は、図示した構成例に限定されるものではない。
【００２０】
本実施の形態に係る撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から像面側に向かって順に、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とが配置された、実質的に７枚のレンズで構成されている。
【００２１】
第１レンズＬ１は、光軸近傍において正の屈折力を有している。
【００２２】
第２レンズＬ２は、光軸近傍において正の屈折力を有している。
【００２３】
第３レンズＬ３は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００２４】
第４レンズＬ４は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００２５】
第５レンズＬ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００２６】
第６レンズＬ６は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００２７】
第７レンズＬ７は、光軸近傍において正または負の屈折力を有している。第７レンズＬ７は、像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状であることが望ましい。
【００２８】
その他、本実施の形態に係る撮像レンズは、後述する所定の条件式等をさらに満足することが望ましい。
【００２９】
＜２．作用・効果＞
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの作用および効果を説明する。併せて、本実施の形態に係る撮像レンズにおける、より望ましい構成を説明する。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【００３０】
本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として７枚のレンズ構成とし、各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、小型かつ大口径でありながらも諸収差を良好に補正することができる。
【００３１】
本実施の形態に係る撮像レンズでは、以下で説明するように、屈折力配置の最適化、非球面を効果的に用いたレンズ形状の最適化、およびレンズ材料の最適化等が行われることが望ましい。
【００３２】
本実施の形態に係る撮像レンズにおいて、第７レンズＬ７は、像面側のレンズ面に変曲点を有する非球面形状であることが望ましい。すなわち、第７レンズＬ７は、像面側のレンズ面が、中心部から周辺部に行くに従い、凹凸形状が途中で変化するような変曲点を有する非球面形状であることが望ましい。第７レンズＬ７の像面側のレンズ面を、光軸近傍における形状を凹形状とし、周辺部における形状を凸形状とすることで、第７レンズＬ７を出射した光の像面ＩＭＧへの入射角を抑制することができる。
【００３３】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
１．１＜ＴＴＬ／ｆ１２  ＜１．８  ……（１）
ただし、
ＴＴＬ：第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの光軸上の距離
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離
とする。
【００３４】
条件式（１）は、第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの光軸上の距離と第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離との比を規定している。条件式（１）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１）の上限を超えると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離が短くなり、小型化を達成することができるが、入射光線に対する屈折力が強くなり、高次の球面収差やコマ収差が発生してしまい、光学性能を確保することが難しくなる。条件式（１）の下限を超えると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなり、レンズ全長が大きくなってしまうため、小型化を達成するのが難しくなる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．８＜ｆ１／ｆ＜２７３．０  ……（２）
ただし、
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００３６】
条件式（２）は、第１レンズＬ１の焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定している。条件式（２）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（２）の上限を超えると、第１レンズＬ１の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。条件式（２）の下限を超えると、第１レンズＬ１の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化を達成することができ、コマ収差補正は容易になるものの、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００３７】
なお、上記した条件式（２）の効果をより良好に実現するためには、条件式（２）の数値範囲を下記条件式（２）’のように設定することがより望ましい。
０．８＜ｆ１／ｆ＜３０．０  ……（２）’
【００３８】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．６＜ｆ２／ｆ＜１１６．０  ……（３）
ただし、
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００３９】
条件式（３）は、第２レンズＬ２の焦点距離と全系の焦点距離との比を規定している。
条件式（３）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（３）の上限を超えると、第２レンズＬ２の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。条件式（３）の下限を超えると、第２レンズＬ２の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化を達成することができ、コマ収差補正は容易になるものの、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００４０】
なお、上記した条件式（３）の効果をより良好に実現するためには、条件式（３）の数値範囲を下記条件式（３）’のように設定することがより望ましい。
０．６＜ｆ２／ｆ＜１．４  ……（３）’
【００４１】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
１７．３＜νｄ（Ｌ３）＜２８．５  ……（４）
ただし、
νｄ（Ｌ３）：第３レンズＬ３のｄ線に対するアッベ数
とする。
【００４２】
条件式（４）は、第３レンズＬ３のアッベ数を規定している。条件式（４）を満足することで、良好な性能を確保することができる。条件式（４）の上限を超えると、Ｆ線やｇ線の屈折率が十分に得られないため、軸上色収差が抑えきれなくなってしまう。条件式（４）の下限を超えると、Ｆ線やｇ線の屈折率が過剰になりすぎるため、軸上率色収差が抑えきれなくなってしまう。
【００４３】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
１．４＜｜ｆ３／ｆ１２｜＜５．１  ……（５）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離
とする。
【００４４】
条件式（５）は、第３レンズＬ３の焦点距離と第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離との比を規定している。条件式（５）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（５）の上限を超えると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化には有利となるが、収差補正のバランスを取るのは難しくなる。条件式（５）の下限を超えると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、収差発生を抑制する上では有利となるが、小型化を達成するのが難しくなる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
−４．２＜ｆ３／ｆ＜−１．３  ……（６）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００４６】
条件式（６）は、第３レンズＬ３の焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定している。条件式（６）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（６）の上限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化を達成することができ、コマ収差補正は容易になるものの、レンズ組立時の敏感度が高くなる。条件式（６）の下限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６＜１．５  ……（７）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４５６：第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６との合成焦点距離
とする。
【００４８】
条件式（７）は、第３レンズＬ３の焦点距離と第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６との合成焦点距離との比を規定している。条件式（７）を満足することで、小型で良好な性能を確保することが出来る。条件式（７）の上限を超えると、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、軸外収差の補正過大となり、特にコマ収差と像面湾曲との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮に不利になってしまい、小型化を達成するのが難しくなる。条件式（７）の下限を超えると、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、軸外収差の補正不足となり、特にコマ収差と像面湾曲との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮には有利にはなるが、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００４９】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６７＜２．２  ……（８）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４５６７：第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７との合成焦点距離
とする。
【００５０】
条件式（８）は、第３レンズＬ３の焦点距離と第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７との合成焦点距離との比を規定している。条件式（８）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（８）の上限を超えると、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、軸外収差の補正過大となり、特にコマ収差と像面湾曲との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮に不利になってしまい、小型化を達成するのが難しくなる。条件式（８）の下限を超えると、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、軸外収差の補正不足となり、特にコマ収差と像面湾曲との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮には有利にはなるが、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００５１】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
−４７０．０＜ｆ４／ｆ＜−２．３  ……（９）
ただし、
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００５２】
条件式（９）は、第４レンズＬ４の焦点距離と全系の焦点距離との比を規定している。条件式（９）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（９）の上限を超えると、第４レンズＬ４の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化を達成することができ、コマ収差補正は容易になるものの、レンズ組立時の敏感度が高くなる。条件式（９）の下限を超えると、第４レンズＬ４の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。
【００５３】
なお、上記した条件式（９）の効果をより良好に実現するためには、条件式（９）の数値範囲を下記条件式（９）’のように設定することがより望ましい。
−１１６．０＜ｆ４／ｆ＜−２．３  ……（９）’
【００５４】
上記した条件式（９）の効果をさらに、より良好に実現するためには、条件式（９）の数値範囲を下記条件式（９）’’のように設定することがより望ましい。
−８５．０＜ｆ４／ｆ＜−２．３  ……（９）’’
【００５５】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
１．７＜｜ｆ７／ｆ１２｜＜２７４．０  ……（１０）
ただし、
ｆ７：第７レンズＬ７の焦点距離
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離
とする。
【００５６】
条件式（１０）は、第７レンズＬ７の焦点距離と第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の合成焦点距離との比を規定している。条件式（１０）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１０）の上限を超えると、第７レンズＬ７の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、光線を跳ね上げる角度が緩くなり、レンズ全長が長くなることで小型化を達成することが難しくなる。条件式（１０）の下限を超えると、第７レンズＬ７の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、光線を跳ね上げる角度がきつくなり、軸外収差補正、特に歪曲収差の補正が困難となる。
【００５７】
なお、上記した条件式（１０）の効果をより良好に実現するためには、条件式（１０）の数値範囲を下記条件式（１０）’のように設定することがより望ましい。
１．７＜｜ｆ７／ｆ１２｜＜２８．０  ……（１０）’
【００５８】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
０．５＜｜ｆ１／ｆ３４５６７｜＜２６３．０  ……（１１）
ただし、
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ３４５６７：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との合成焦点距離
とする。
【００５９】
条件式（１１）は、第１レンズＬ１の焦点距離と第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との合成焦点距離との比を規定している。条件式（１１）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１１）の上限を超えると、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との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、軸上および軸外収差の補正過大となり、特に球面収差とコマ収差との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮に不利になってしまい、小型化を達成するのが難しくなる。条件式（１１）の下限を超えると、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との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、軸上および軸外収差の補正不足となり、特に、球面収差とコマ収差との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮には有利にはなるが、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００６０】
なお、上記した条件式（１１）の効果をより良好に実現するためには、条件式（１１）の数値範囲を下記条件式（１１）’のように設定することがより望ましい。
０．５＜｜ｆ１／ｆ３４５６７｜＜２７．０  ……（１１）’
【００６１】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
０．６＜｜ｆ２／ｆ３４５６７｜＜７９．８  ……（１２）
ただし、
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３４５６７：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との合成焦点距離
とする。
【００６２】
条件式（１２）は、第２レンズＬ２の焦点距離と第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との合成焦点距離との比を規定している。条件式（１２）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１２）の上限を超えると、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との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強いため、軸上および軸外収差の補正過大となり、特に球面収差とコマ収差との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮に不利になってしまい、小型化を達成するのが難しくなる。条件式（１２）の下限を超えると、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との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、軸上および軸外収差の補正不足となり、特に球面収差とコマ収差との補正が困難になる。また、レンズ全長の短縮には有利にはなるが、レンズ組立時の敏感度が高くなる。
【００６３】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ３／ｆ４＜１．３  ……（１３）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
とする。
【００６４】
条件式（１３）は、第３レンズＬ３の焦点距離と第４レンズＬ４の焦点距離との比を規定している。条件式（１３）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１３）の上限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、光線を跳ね上げる角度が緩くなることで周辺画角の光線に対して分散の影響を大きく受け、倍率色収差が悪化する。さらに、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。条件式（１３）の下限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、光線を跳ね上げる角度がきつくなり、コマ収差および像面湾曲の補正が難しくなる。
【００６５】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ３／ｆ５＜１．０  ……（１４）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
とする。
【００６６】
条件式（１４）は、第３レンズＬ３の焦点距離と第５レンズＬ５の焦点距離との比を規定している。条件式（１４）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１４）の上限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、光線を跳ね上げる角度が緩くなることで周辺画角の光線に対して分散の影響を大きく受け、倍率色収差が悪化する。さらに、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。条件式（１４）の下限を超えると、第３レンズＬ３の焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、光線を跳ね上げる角度がきつくなり、コマ収差および像面湾曲の補正が難しくなる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、さらに以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
−５８．１＜ｆ４５／ｆ＜−２．２  ……（１５）
ただし、
ｆ４５：第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００６８】
条件式（１５）は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の合成焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定している。条件式（１５）を満足することで、小型で良好な性能を確保することができる。条件式（１５）の上限を超えると、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離が短くなり、入射光線に対する屈折力が強くなるため、小型化を達成することができ、コマ収差補正は容易になるものの、レンズ組立時の敏感度が高くなる。条件式（１５）の下限を超えると、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離が長くなり、入射光線に対する屈折力が弱くなるため、レンズ全長が長くなることで小型化を達成するのが難しくなる。
【００６９】
また、本実施の形態に係る撮像レンズにおいて、開口絞りＳｔは、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と第１レンズＬ１の像面側のレンズ面との間に配置されていることが望ましい。開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と第１レンズＬ１の像面側のレンズ面との間に配置する場合、第１レンズＬ１に入射する光線の広がりを抑えられるので収差補正と第１レンズＬ１に起因するフレアの改善とが両立できる。ただし、開口絞りＳｔを、他の位置に配置してもよい。例えば、開口絞りＳｔを、第１レンズＬ１の像面側のレンズ面と第２レンズＬ２の像面側のレンズ面との間に配置してもよい。開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の像面側のレンズ面と第２レンズＬ２の像面側のレンズ面との間に配置する場合、第２レンズＬ２に入射する光線の広がりを抑えられるので収差補正と第２レンズＬ２に起因するフレアの改善とが両立できる。
【００７０】
＜３．撮像装置への適用例＞
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの撮像装置への適用例を説明する。
【００７１】
図１９および図２０は、本実施の形態に係る撮像レンズを適用した撮像装置の一構成例を示している。この構成例は、撮像装置を備えた携帯端末機器（例えば携帯情報端末や携帯電話端末）の一例である。この携帯端末機器は、略長方形状の筐体２０１を備えている。筐体２０１の前面側（図１９）には表示部２０２やフロントカメラ部２０３が設けられている。筐体２０１の背面側（図２０）には、メインカメラ部２０４やカメラフラッシュ２０５が設けられている。
【００７２】
表示部２０２は、例えば表面への接触状態を検知することによって各種の操作を可能にするタッチパネルとなっている。これにより、表示部２０２は、各種の情報を表示する表示機能とユーザによる各種の入力操作を可能にする入力機能とを有している。表示部２０２は、操作状態や、フロントカメラ部２０３またはメインカメラ部２０４で撮影した画像等の各種のデータを表示する。
【００７３】
本実施の形態に係る撮像レンズは、例えば図１９および図２０に示したような携帯端末機器における撮像装置（フロントカメラ部２０３またはメインカメラ部２０４）のカメラモジュール用レンズとして適用可能である。このようなカメラモジュール用レンズとして用いる場合、図１に示したように、撮像レンズの像面ＩＭＧ付近に、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（画像信号）を出力するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０１が配置される。この場合、図１等に示したように、最終レンズと像面ＩＭＧとの間には、撮像素子保護用のシールガラスＳＧや各種の光学フィルタ等の光学部材が配置されていてもよい。また、シールガラスＳＧや各種の光学フィルタ等の光学部材については最終レンズと像面ＩＭＧとの間であれば任意の位置に配置してもよい。
【００７４】
なお、本実施の形態に係る撮像レンズは、上記した携帯端末機器に限らず、その他の電子機器、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ用の撮像レンズとしても適用可能である。その他、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を使用した小型の撮像装置全般、例えば光センサー、携帯用モジュールカメラ、およびＷＥＢカメラなどに適用可能である。また、監視カメラ等にも適用することができる。
【実施例】
【００７５】
＜４．レンズの数値実施例＞
次に、本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。
ここでは、図１〜図９に示した各構成例の撮像レンズ１〜９に、具体的な数値を適用した数値実施例を説明する。
【００７６】
なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「Ｓｉ」は、最も物体側から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。「Ｒｉ」は、ｉ番目の面の近軸の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。「Ｄｉ」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔の値（ｍｍ）を示す。「Ｎｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「νｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。「Ｒｉ」の値が「∞」となっている部分は平面、または仮想面を示す。「Ｌｉ」は、面の属性を示す。「Ｌｉ」において例えば「Ｌ１Ｒ１」は第１レンズＬ１の物体側のレンズ面、「Ｌ１Ｒ２」は第１レンズＬ１の像面側のレンズ面であることを示す。同様に、「Ｌｉ」において「Ｌ２Ｒ１」は第２レンズＬ２の物体側のレンズ面、「Ｌ２Ｒ２」は第２レンズＬ２の像面側のレンズ面であることを示す。他のレンズ面についても同様である。
【００７７】
また、各数値実施例において用いられるレンズには、レンズ面が非球面によって構成されるものがある。非球面形状は、以下の式によって定義される。なお、後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０-i」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０-5」を表している。
【００７８】
（非球面の式）
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡｎ・ｈn
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
ｈ：光軸からレンズ面までの距離
Ｋ：離心率（第２次の非球面係数）
Ａｎ：第ｎ次の非球面係数
とする。
【００７９】
（各数値実施例に共通の構成）
以下の各数値実施例が適用される撮像レンズ１〜９はいずれも、上記したレンズの基本構成を満足した構成となっている。すなわち、撮像レンズ１〜９はいずれも、物体側から像面側に向かって順に、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とが配置された、実質的に７枚のレンズで構成されている。
【００８０】
第１レンズＬ１は、光軸近傍において正の屈折力を有している。第２レンズＬ２は、光軸近傍において正の屈折力を有している。第３レンズＬ３は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第４レンズＬ４は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第５レンズＬ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第６レンズＬ６は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第７レンズＬ７は、像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である。第７レンズＬ７は、光軸近傍において正または負の屈折力を有している。
【００８１】
開口絞りＳｔは、第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と第１レンズＬ１の像面側のレンズ面との間に配置されている。
【００８２】
第７レンズＬ７と像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。
【００８３】
［数値実施例１］
［表１］に、図１に示した撮像レンズ１に具体的な数値を適用した数値実施例１の基本的なレンズデータを示す。数値実施例１に係る撮像レンズ１では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００８４】
数値実施例１に係る撮像レンズ１において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表２］，［表３］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【００８５】
また、［表４］には、数値実施例１に係る撮像レンズ１におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表５］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【００８６】
【表１】
2020071270.tif 000003
【００８７】
【表２】
2020071270.tif 000004
【００８８】
【表３】
2020071270.tif 000005
【００８９】
【表４】
2020071270.tif 000006
【００９０】
【表５】
2020071270.tif 000007
【００９１】
以上の数値実施例１における諸収差を図１０に示す。図１０には諸収差として、球面収差、非点収差（像面湾曲）、および歪曲収差を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図および非点収差図には、ｇ線（４３５．８４ｎｍ）、およびＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差も示す。非点収差図において、Ｓはサジタル像面、Ｔはタンジェンシャル像面における値を示す。以降の他の数値実施例における収差図についても同様である。
【００９２】
各収差図から分かるように、数値実施例１に係る撮像レンズ１は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【００９３】
［数値実施例２］
［表６］に、図２に示した撮像レンズ２に具体的な数値を適用した数値実施例２の基本的なレンズデータを示す。数値実施例２に係る撮像レンズ２では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００９４】
数値実施例２に係る撮像レンズ２において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表７］，［表８］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【００９５】
また、［表９］には、数値実施例２に係る撮像レンズ２におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表１０］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【００９６】
【表６】
2020071270.tif 000008
【００９７】
【表７】
2020071270.tif 000009
【００９８】
【表８】
2020071270.tif 000010
【００９９】
【表９】
2020071270.tif 000011
【０１００】
【表１０】
2020071270.tif 000012
【０１０１】
以上の数値実施例２における諸収差を図１１に示す。
【０１０２】
各収差図から分かるように、数値実施例２に係る撮像レンズ２は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１０３】
［数値実施例３］
［表１１］に、図３に示した撮像レンズ３に具体的な数値を適用した数値実施例３の基本的なレンズデータを示す。数値実施例３に係る撮像レンズ３では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【０１０４】
数値実施例３に係る撮像レンズ３において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表１２］，［表１３］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１０５】
また、［表１４］には、数値実施例３に係る撮像レンズ３におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表１５］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１０６】
【表１１】
2020071270.tif 000013
【０１０７】
【表１２】
2020071270.tif 000014
【０１０８】
【表１３】
2020071270.tif 000015
【０１０９】
【表１４】
2020071270.tif 000016
【０１１０】
【表１５】
2020071270.tif 000017
【０１１１】
以上の数値実施例３における諸収差を図１２に示す。
【０１１２】
各収差図から分かるように、数値実施例３に係る撮像レンズ３は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１１３】
［数値実施例４］
［表１６］に、図４に示した撮像レンズ４に具体的な数値を適用した数値実施例４の基本的なレンズデータを示す。数値実施例４に係る撮像レンズ４では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において正の屈折力を有している。
【０１１４】
数値実施例４に係る撮像レンズ４において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表１７］，［表１８］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１１５】
また、［表１９］には、数値実施例４に係る撮像レンズ４におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表２０］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１１６】
【表１６】
2020071270.tif 000018
【０１１７】
【表１７】
2020071270.tif 000019
【０１１８】
【表１８】
2020071270.tif 000020
【０１１９】
【表１９】
2020071270.tif 000021
【０１２０】
【表２０】
2020071270.tif 000022
【０１２１】
以上の数値実施例４における諸収差を図１３に示す。
【０１２２】
各収差図から分かるように、数値実施例４に係る撮像レンズ４は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１２３】
［数値実施例５］
［表２１］に、図５に示した撮像レンズ５に具体的な数値を適用した数値実施例５の基本的なレンズデータを示す。数値実施例５に係る撮像レンズ５では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【０１２４】
数値実施例５に係る撮像レンズ５において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表２２］，［表２３］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１２５】
また、［表２４］には、数値実施例５に係る撮像レンズ５におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表２５］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１２６】
【表２１】
2020071270.tif 000023
【０１２７】
【表２２】
2020071270.tif 000024
【０１２８】
【表２３】
2020071270.tif 000025
【０１２９】
【表２４】
2020071270.tif 000026
【０１３０】
【表２５】
2020071270.tif 000027
【０１３１】
以上の数値実施例５における諸収差を図１４に示す。
【０１３２】
各収差図から分かるように、数値実施例５に係る撮像レンズ５は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１３３】
［数値実施例６］
［表２６］に、図６に示した撮像レンズ６に具体的な数値を適用した数値実施例６の基本的なレンズデータを示す。数値実施例６に係る撮像レンズ６では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【０１３４】
数値実施例６に係る撮像レンズ６において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表２７］，［表２８］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１３５】
また、［表２９］には、数値実施例６に係る撮像レンズ６におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表３０］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１３６】
【表２６】
2020071270.tif 000028
【０１３７】
【表２７】
2020071270.tif 000029
【０１３８】
【表２８】
2020071270.tif 000030
【０１３９】
【表２９】
2020071270.tif 000031
【０１４０】
【表３０】
2020071270.tif 000032
【０１４１】
以上の数値実施例６における諸収差を図１５に示す。
【０１４２】
各収差図から分かるように、数値実施例６に係る撮像レンズ６は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１４３】
［数値実施例７］
［表３１］に、図７に示した撮像レンズ７に具体的な数値を適用した数値実施例７の基本的なレンズデータを示す。数値実施例７に係る撮像レンズ７では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において正の屈折力を有している。
【０１４４】
数値実施例７に係る撮像レンズ７において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表３２］，［表３３］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１４５】
また、［表３４］には、数値実施例７に係る撮像レンズ７におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表３５］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１４６】
【表３１】
2020071270.tif 000033
【０１４７】
【表３２】
2020071270.tif 000034
【０１４８】
【表３３】
2020071270.tif 000035
【０１４９】
【表３４】
2020071270.tif 000036
【０１５０】
【表３５】
2020071270.tif 000037
【０１５１】
以上の数値実施例７における諸収差を図１６に示す。
【０１５２】
各収差図から分かるように、数値実施例７に係る撮像レンズ７は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１５３】
［数値実施例８］
［表３６］に、図８に示した撮像レンズ８に具体的な数値を適用した数値実施例８の基本的なレンズデータを示す。数値実施例８に係る撮像レンズ８では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【０１５４】
数値実施例８に係る撮像レンズ８において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表３７］，［表３８］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１５５】
また、［表３９］には、数値実施例８に係る撮像レンズ８におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表４０］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１５６】
【表３６】
2020071270.tif 000038
【０１５７】
【表３７】
2020071270.tif 000039
【０１５８】
【表３８】
2020071270.tif 000040
【０１５９】
【表３９】
2020071270.tif 000041
【０１６０】
【表４０】
2020071270.tif 000042
【０１６１】
以上の数値実施例８における諸収差を図１７に示す。
【０１６２】
各収差図から分かるように、数値実施例８に係る撮像レンズ８は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１６３】
［数値実施例９］
［表４１］に、図９に示した撮像レンズ９に具体的な数値を適用した数値実施例９の基本的なレンズデータを示す。数値実施例９に係る撮像レンズ９では、第７レンズＬ７は、光軸近傍において正の屈折力を有している。
【０１６４】
数値実施例９に係る撮像レンズ９において、第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７の各レンズの両面は非球面形状となっている。［表４２］，［表４３］には、それらの非球面の形状を表す係数の値を示す。
【０１６５】
また、［表４４］には、数値実施例９に係る撮像レンズ９におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、Ｆ値、全長、および半画角ωの値を示す。［表４５］には、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、および第７レンズＬ７のそれぞれの焦点距離の値を示す。
【０１６６】
【表４１】
2020071270.tif 000043
【０１６７】
【表４２】
2020071270.tif 000044
【０１６８】
【表４３】
2020071270.tif 000045
【０１６９】
【表４４】
2020071270.tif 000046
【０１７０】
【表４５】
2020071270.tif 000047
【０１７１】
以上の数値実施例９における諸収差を図１８に示す。
【０１７２】
各収差図から分かるように、数値実施例９に係る撮像レンズ９は、小型、大口径でありながらも諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。
【０１７３】
［各実施例のその他の数値データ］
［表４６］〜［表４９］には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。［表４６］〜［表４９］から分かるように、各条件式について、各数値実施例の値がその数値範囲内となっている。
【０１７４】
【表４６】
2020071270.tif 000048
【０１７５】
【表４７】
2020071270.tif 000049
【０１７６】
【表４８】
2020071270.tif 000050
【０１７７】
【表４９】
2020071270.tif 000051
【０１７８】
＜５．応用例＞
［５．１  第１の応用例］
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１７９】
図２１は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２１に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
【０１８０】
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２１では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
【０１８１】
駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
【０１８２】
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
【０１８３】
ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１８４】
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
【０１８５】
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
【０１８６】
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
【０１８７】
ここで、図２２は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１８８】
なお、図２２には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１８９】
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０〜７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
【０１９０】
図２１に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
【０１９１】
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
【０１９２】
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
【０１９３】
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【０１９４】
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
【０１９５】
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。
【０１９６】
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
【０１９７】
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
【０１９８】
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
【０１９９】
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
【０２００】
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
【０２０１】
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
【０２０２】
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
【０２０３】
音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２１の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
【０２０４】
なお、図２１に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
【０２０５】
以上説明した車両制御システム７０００において、本開示の撮像レンズ、および撮像装置は、撮像部７４１０、および撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８に適用することができる。
【０２０６】
［５．２  第２の応用例］
本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０２０７】
図２３は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の概略的な構成の一例を示す図である。図２３では、術者（医師）５０６７が、内視鏡手術システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム５０００は、内視鏡５００１と、その他の術具５０１７と、内視鏡５００１を支持する支持アーム装置５０２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５０３７と、から構成される。
【０２０８】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄから、内視鏡５００１の鏡筒５００３や、その他の術具５０１７が患者５０７１の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５０１７として、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３が、患者５０７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５０２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５０１７はあくまで一例であり、術具５０１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【０２０９】
内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体腔内の術部の画像が、表示装置５０４１に表示される。術者５０６７は、表示装置５０４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５０２１や鉗子５０２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３は、手術中に、術者５０６７又は助手等によって支持される。
【０２１０】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ、及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂから構成されており、アーム制御装置５０４５からの制御により駆動される。アーム部５０３１によって内視鏡５００１が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５００１の安定的な位置の固定が実現され得る。
【０２１１】
（内視鏡）
内視鏡５００１は、先端から所定の長さの領域が患者５０７１の体腔内に挿入される鏡筒５００３と、鏡筒５００３の基端に接続されるカメラヘッド５００５と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５００３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００１を図示しているが、内視鏡５００１は、軟性の鏡筒５００３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０２１２】
鏡筒５００３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００１には光源装置５０４３が接続されており、当該光源装置５０４３によって生成された光が、鏡筒５００３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５０７１の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００１は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０２１３】
カメラヘッド５００５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）５０３９に送信される。なお、カメラヘッド５００５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【０２１４】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５００５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５００３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【０２１５】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５０３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡５００１及び表示装置５０４１の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５０３９は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５０４１に提供する。また、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
【０２１６】
表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９からの制御により、当該ＣＣＵ５０３９によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５００１が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５０４１としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５０４１として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５０４１が設けられてもよい。
【０２１７】
光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５００１に供給する。
【０２１８】
アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の駆動を制御する。
【０２１９】
入力装置５０４７は、内視鏡手術システム５０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５０４７を介して、内視鏡手術システム５０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、アーム部５０３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡５００１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５０２１を駆動させる旨の指示等を入力する。
【０２２０】
入力装置５０４７の種類は限定されず、入力装置５０４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５０４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５０５７及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５０４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５０４１の表示面上に設けられてもよい。
【０２２１】
あるいは、入力装置５０４７は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head Mounted Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５０４７は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５０４７は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５０４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５０６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【０２２２】
処置具制御装置５０４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５０２１の駆動を制御する。気腹装置５０５１は、内視鏡５００１による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５０７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５０１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５０５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５０５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０２２３】
以下、内視鏡手術システム５０００において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【０２２４】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、基台であるベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１と、を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、複数の関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃと、関節部５０３３ｂによって連結される複数のリンク５０３５ａ、５０３５ｂと、から構成されているが、図２３では、簡単のため、アーム部５０３１の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５０３１が所望の自由度を有するように、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃ及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５０３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５０３１の可動範囲内において内視鏡５００１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５００１の鏡筒５００３を患者５０７１の体腔内に挿入することが可能になる。
【０２２５】
関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５０４５によって制御されることにより、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転角度が制御され、アーム部５０３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡５００１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５０４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５０３１の駆動を制御することができる。
【０２２６】
例えば、術者５０６７が、入力装置５０４７（フットスイッチ５０５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１の駆動が適宜制御され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５０３１の先端の内視鏡５００１を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５０３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５０３１は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５０４７を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【０２２７】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５０４５は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５０３１が移動するように、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５０３１に触れながらアーム部５０３１を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５０３１を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５００１を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０２２８】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５００１が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５０２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡５００１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【０２２９】
なお、アーム制御装置５０４５は必ずしもカート５０３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５０４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５０４５は、支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５０４５が互いに協働することにより、アーム部５０３１の駆動制御が実現されてもよい。
【０２３０】
（光源装置）
光源装置５０４３は、内視鏡５００１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５０４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０２３１】
また、光源装置５０４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０２３２】
また、光源装置５０４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５０４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０２３３】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２４を参照して、内視鏡５００１のカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能についてより詳細に説明する。図２４は、図２３に示すカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０２３４】
図２４を参照すると、カメラヘッド５００５は、その機能として、レンズユニット５００７と、撮像部５００９と、駆動部５０１１と、通信部５０１３と、カメラヘッド制御部５０１５と、を有する。また、ＣＣＵ５０３９は、その機能として、通信部５０５９と、画像処理部５０６１と、制御部５０６３と、を有する。カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９とは、伝送ケーブル５０６５によって双方向に通信可能に接続されている。
【０２３５】
まず、カメラヘッド５００５の機能構成について説明する。レンズユニット５００７は、鏡筒５００３との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５００３の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５００５まで導光され、当該レンズユニット５００７に入射する。レンズユニット５００７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５００７は、撮像部５００９の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【０２３６】
撮像部５００９は撮像素子によって構成され、レンズユニット５００７の後段に配置される。レンズユニット５００７を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５００９によって生成された画像信号は、通信部５０１３に提供される。
【０２３７】
撮像部５００９を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５０６７は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【０２３８】
また、撮像部５００９を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５０６７は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５００９が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５００７も複数系統設けられる。
【０２３９】
また、撮像部５００９は、必ずしもカメラヘッド５００５に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５００９は、鏡筒５００３の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０２４０】
駆動部５０１１は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５０１５からの制御により、レンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５００９による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０２４１】
通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０１３は、撮像部５００９から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５０６７が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５０１３には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信される。
【０２４２】
また、通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９から、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５０１３は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５０１５に提供する。なお、ＣＣＵ５０３９からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５０１３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５０１５に提供される。
【０２４３】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５０３９の制御部５０６３によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡５００１に搭載される。
【０２４４】
カメラヘッド制御部５０１５は、通信部５０１３を介して受信したＣＣＵ５０３９からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５００５の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５００９の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５０１１を介してレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５０１５は、更に、鏡筒５００３やカメラヘッド５００５を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【０２４５】
なお、レンズユニット５００７や撮像部５００９等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５００５について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【０２４６】
次に、ＣＣＵ５０３９の機能構成について説明する。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５から、伝送ケーブル５０６５を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５０５９には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５０５９は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５０６１に提供する。
【０２４７】
また、通信部５０５９は、カメラヘッド５００５に対して、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【０２４８】
画像処理部５０６１は、カメラヘッド５００５から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５０６１は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【０２４９】
画像処理部５０６１は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５０６１が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５０６１は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【０２５０】
制御部５０６３は、内視鏡５００１による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５０６３は、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５０６３は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５００１にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５０６３は、画像処理部５０６１による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【０２５１】
また、制御部５０６３は、画像処理部５０６１によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５０４１に表示させる。この際、制御部５０６３は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５０６３は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５０２１使用時のミスト等を認識することができる。制御部５０６３は、表示装置５０４１に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５０６７に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【０２５２】
カメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９を接続する伝送ケーブル５０６５は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０２５３】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５０６５を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５０６５を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５０６５によって妨げられる事態が解消され得る。
【０２５４】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として内視鏡手術システム５０００について説明したが、本開示に係る技術が適用され得るシステムはかかる例に限定されない。例えば、本開示に係る技術は、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【０２５５】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド５００５に好適に適用され得る。特に、本開示の撮像レンズは、カメラヘッド５００５のレンズユニット５００７に好適に適用され得る。
【０２５６】
＜６．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【０２５７】
また、上記実施の形態および実施例では、実質的に７枚のレンズからなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であってもよい。
【０２５８】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
以下の構成の本技術によれば、全体として７枚のレンズ構成とし、各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、小型化と大口径化とが図られた高性能の撮像レンズ、または撮像装置を提供することができる。
【０２５９】
［１］
物体側から像面側に向かって順に、
光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、
光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、
像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズと
から構成されている
撮像レンズ。
［２］
以下の条件式を満足する
上記［１］に記載の撮像レンズ。
１．１＜ＴＴＬ／ｆ１２  ＜１．８  ……（１）
ただし、
ＴＴＬ：前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの光軸上の距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
［３］
以下の条件式を満足する
上記［１］または［２］に記載の撮像レンズ。
０．８＜ｆ１／ｆ＜２７３．０  ……（２）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［４］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［３］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．６＜ｆ２／ｆ＜１１６．０  ……（３）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［５］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
１７．３＜νｄ（Ｌ３）＜２８．５  ……（４）
ただし、
νｄ（Ｌ３）：前記第３レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
［６］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［５］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
１．４＜｜ｆ３／ｆ１２｜＜５．１  ……（５）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
［７］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［６］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
−４．２＜ｆ３／ｆ＜−１．３  ……（６）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［８］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［７］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６＜１．５  ……（７）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４５６：前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズとの合成焦点距離
とする。
［９］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［８］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４５６７＜２．２  ……（８）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４５６７：前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
［１０］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［９］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
−４７０．０＜ｆ４／ｆ＜−２．３  ……（９）
ただし、
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［１１］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１０］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
１．７＜｜ｆ７／ｆ１２｜＜２７４．０  ……（１０）
ただし、
ｆ７：前記第７レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの合成焦点距離
とする。
［１２］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１１］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．５＜｜ｆ１／ｆ３４５６７｜＜２６３．０  ……（１１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ３４５６７：前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
［１３］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１２］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．６＜｜ｆ２／ｆ３４５６７｜＜７９．８  ……（１２）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ３４５６７：前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズとの合成焦点距離
とする。
［１４］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１３］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ４＜１．３  ……（１３）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
とする。
［１５］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１４］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
０．０＜ｆ３／ｆ５＜１．０  ……（１４）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
とする。
［１６］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［１５］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
−５８．１＜ｆ４５／ｆ＜−２．２  ……（１５）
ただし、
ｆ４５：前記第４レンズと前記第５レンズとの合成焦点距離
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［１７］
前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第１レンズの像面側のレンズ面との間に、開口絞りが配置されている
上記［１］ないし［１６］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［１８］
撮像レンズと、前記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撮像素子とを含み、
前記撮像レンズは、
物体側から像面側に向かって順に、
光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズと、
光軸近傍において正の屈折力を有する第２レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第６レンズと、
像面側のレンズ面が変曲点を有する非球面形状である第７レンズと
から構成されている
撮像装置。
［１９］
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［１］ないし［１７］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［２０］
前記撮像レンズは、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
上記［１８］に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【０２６０】
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、ＳＧ…シールガラス、Ｓｔ…開口絞り、ＩＭＧ…像面、Ｚ１…光軸、１，２，３，４，５，６，７，８，９…撮像レンズ、１０１…撮像素子、２０１…筐体、２０２…表示部、２０３…フロントカメラ部、２０４…メインカメラ部、２０５…カメラフラッシュ、５００５…カメラヘッド、５００７…レンズユニット、５００９…撮像部、７４１０…撮像部、７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８…撮像部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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