(57)【要約】【課題】  構成枚数を増やして高性能化を実現しながらも、小型で、広い画角を撮影可能な撮像レンズを提供する。【解決手段】固体撮像素子上に被写体の像を結像するための７枚で構成され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、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両面が非球面の第４レンズと、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズと、正または負の屈折力を有する両面が非球面の第６レンズと、負の屈折力を有する第７レンズがそれぞれ空気間隔を置いて配置されて構成される撮像レンズ。【選択図】図１
2015055728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子上に被写体の像を結像するための７枚で構成され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、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両面が非球面の第４レンズと、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズと、正または負の屈折力を有する両面が非球面の第６レンズと、負の屈折力を有する第７レンズがそれぞれ空気間隔を置いて配置されて構成されていることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
前記第１レンズは物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであり、前記第２レンズは、像面側に凸面を向けた正または負の屈折力を有するレンズであり、第１レンズと第２レンズの向かい合う面は、少なくとも1面が凹面で構成されてい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（１）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。
（１）０＜ｆ１２
ただし、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
【請求項４】
前記第３レンズは、両面が非球面で形成され、像面側の面は光軸近傍で凹面に形成されてい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５】
前記第４レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けた両凸形状、または物体側に凸面を向けたメニスカス形状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６】
前記第６レンズの像面側の面は、光軸近傍で像面側に凹面を向けており、光軸から離れるに従って凸面に変化する非球面形状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７】
以下の条件式（２）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）０．６＜ｆ１２／ｆ＜１．３
ただし、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項８】
以下の条件式（３）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。
（３）−２．２＜ｆ３／ｆ＜−１．０
ただし、
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項９】
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）０．６＜ｆ４５／ｆ＜２．２
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項１０】
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）−２．０＜ｆ６７／ｆ＜−０．６
ただし、
ｆ６７：第６レンズと第７レンズの合成の焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項１１】
以下の条件式（６）から（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。
（６）５０＜νｄ１＜７０
（７）５０＜νｄ２＜７０
（８）２０＜νｄ３＜３０
ただし、
νｄ１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の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。特に、スマートテレビや４Ｋテレビなどの高機能製品等、ゲーム機やＰＣなどの情報端末機器等、さらには、スマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の情報端末機器等に搭載される撮像装置に内蔵する撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビにパーソナルコンピュータの機能を付加したスマートテレビや、フルハイビジョンの４倍もの解像度を備えた４Ｋテレビなどの高機能製品が注目されている。スマートテレビは、高機能に加えて、例えば、高精細な画像を撮影可能な撮像装置を搭載し、撮影した画像を通信するなどの多機能化も進んでいる。また、４Ｋテレビほどの解像度になれば、撮影した画像は、あたかもそこに実体があるかのようなリアルな映像を再生できる。これらの商品は、高精度な顔認識機能や、動体検知機能と組み合わせたセキュリティー機能、ペットの監視機能、また、映像処理技術を用いて取り込んだ画像を様々に編集する機能等、従来よりも幅広い機能が付加されていくものと考えられる。また、一段と向上した高精細な画像の撮影や動画撮影機能を可能にすることで、一般消費者の満足度をさらに向上する商品に進化していくことが予想される。一方、最近では、スマートフォンに４０メガピクセルを超える撮像素子を採用し、本格的なデジタルカメラ機能を搭載した商品も登場するようになっている。これらの商品に適用するカメラの性能はますます高度なものが要求されるようになっている。
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、上述したような機器の要求性能に十分に応える撮像レンズを得ることは難しい。例えば、高精細な撮影機能が付加されたスマートテレビやスマートフォン等に適用される撮像装置には、高解像度化に適した比較的大型の撮像素子が採用されることが想定される。その場合、撮像素子の大型化に伴って、光学系も大型化することで諸収差の補正が困難になり、従来の小型の撮像素子では実現できた良好な光学性能をそのまま継続することが出来ないという課題が生じる。また、監視カメラ等への応用には、どうしても広画角に対応した撮像レンズが求められるが、広画角化を図ろうとすると、撮像素子のサイズに関わらず、特に周辺部における収差補正が非常に困難になり、良好な光学性能を確保できないという問題も生じやすい。
【０００４】
さらに、近年では一般化されたオートフォーカス機能を備えた撮像装置に適用する場合、無限遠の被写体の撮影と、至近距離の被写体の撮影との両方で、良好な光学性能を確保することが要求されるが、特に大型の撮像素子に適用する場合はその両立を図ることが非常に困難になる。加えて、特にスマートフォンを始めとする携帯端末機器への適用にあたっては、製品のデザイン上、常に小型な撮像レンズ系が求められる。
【０００５】
撮像装置を備えた機器に搭載される撮像レンズとして、例えば、以下の特許文献１や特許文献２が知られている。
【０００６】
特許文献１には、物体側から順に、光軸近傍において物体側の面が凸形状で正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍において像側の面が凹形状で正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍において像側の面が凸形状で正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レンズとで構成される撮像レンズが開示されている。特許文献１に記載の撮像レンズでは、５枚のレンズ構成とし、各レンズの構成の最適化を図ることにより、高性能化を図っている。
【０００７】
特許文献２には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、負の屈折力を有する第６レンズ群とが配置されて構成された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では、光学系のレンズ構成を開口絞りに対してコンセントリックにすることで、非点収差とコマ収差を抑制して広画角化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５５２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載の撮像レンズは、５枚構成として高性能化を図っており、半画角は約３８°で比較的広画角なレンズ系を実現しているものの、５枚レンズ構成における収差補正能力には限界があり、近年求められている更なる高解像度化に対応することは困難である。
【００１０】
上記特許文献２に記載の撮像レンズも、６群構成とすることで比較的広画角で良好な収差補正が実現できている。しかし、無限遠の被写体距離と至近距離の被写体距離との結像において、特定のレンズ群を光軸方向に移動してフォーカシングを行うため、構造が複雑になるという課題を有している。また、特許文献２に記載のレンズ構成で広画角化を図ろうとした場合には、特に周辺部における収差補正が困難であり、良好な光学性能を得ることができない。
【００１１】
このように、従来の技術においては、近年要求される高精細な画像を、小型化を維持しながら広画角で撮影可能とし、且つ無限遠の被写体と至近距離の被写体との両方の撮影で性能の高い撮像レンズを得ることは困難である。
【００１２】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の小型な撮像素子への適用は勿論のこと、大型の撮像素子に適用する場合にも、従来以上の光学性能を実現するとともに、広い画角でありながら、無限遠の被写体と至近距離の被写体との両方の撮影において諸収差を良好に補正することが可能で、小型の撮像レンズを提供することにある。
【００１３】
なお、ここでいう撮像レンズの小型化とは光学全長ＴＴＬと撮像素子の有効撮像面の対角線の長さ２ｉｈとの比、すなわちＴＴＬ／２ｉｈが１．０以下のレベルを指している。なお、光学全長とは、光学系において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を意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の撮像レンズは、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両面が非球面の第４レンズと、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズと、正または負の屈折力を有する両面が非球面の第６レンズと、負の屈折力を有する第７レンズがそれぞれ空気間隔を置いて配置されて構成される。
【００１５】
上記構成の撮像レンズは、第１レンズと第２レンズにそれぞれ適切な屈折力を持たせることで、球面収差の発生を抑えながら、光学全長を短く抑えている。負の屈折力の第３レンズは、球面収差および色収差の良好な補正を行っている。両面に非球面を形成した第４レンズは、軸上色収差および高次の球面収差の補正、及びコマ収差発生を抑制する。像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズは、軸外の光線の屈折角を小さく抑えながら第６レンズに導く役割を果たしており、主に非点収差と像面湾曲の良好な補正を行っている。正または負の屈折力を有する両面が非球面の第６レンズは画面周辺部における像面湾曲と歪曲収差の良好な補正を行うとともに、撮像素子に入射する主光線の角度を適切に制御する。最も像面側に位置する第７レンズを負の屈折力にすることで、テレフォトタイプに近い構成としている。
【００１６】
また、本発明の撮像レンズは、全てのレンズ間に空気間隔を設けてある。各レンズ面を必要に応じて非球面で構成し、良好な収差補正を実現するためである。接合レンズを使用する場合は、一般にガラス材料を用いて接合面を球面とするが、製造が困難であり、大量生産に向かない。本発明では、全てのレンズをプラスチック材料で構成し、必要に応じて適切なレンズ面に非球面を多用することで、高性能、低コストで大量生産に向いた光学系を目指している。
【００１７】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第１レンズは、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであり、第２レンズは、像面側に凸面を向けた正または負の屈折力を有するレンズであり、第１レンズと第２レンズの向かい合う面の少なくとも1面を凹面で構成することが望ましい。このような面の配列にすることで、球面収差の発生を抑えるとともに、像面湾曲の補正に効果がある。なお、第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１、像面側の面の曲率半径をｒ２としたとき、ｒ１＜｜ｒ２｜の関係に設定することがより好ましい。
【００１８】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）０＜ｆ１２
ただし、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
【００１９】
条件式（１）は第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離が正の値を示すことを意味している。これら２枚のレンズの合成屈折力を正の値にすることで、光学全長の短縮が図られる。
【００２０】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第３レンズは、光軸近傍で像面側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズであり、球面収差および軸上色収差を良好に補正する。なお、軸外の収差補正を容易にするため、第３レンズの両面は、非球面で形成することが望ましい。また、物体側の面を光軸近傍で凸面としたメニスカス形状とすれば、球面収差、及び軸上色収差をさらに好適に補正することができる。さらに、第３レンズの像面側の非球面に関して、光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くなるような非球面形状とすれば、周辺部での光線の跳ね上がりが押さえられ、軸外の諸収差を良好に補正することが可能である。
【００２１】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第４レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けた両凸形状、または物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。
【００２２】
第４レンズは第１レンズ、及び第２レンズで発生した高次の球面収差やコマ収差を抑制するために重要な役割を果たしている。第４レンズの物体側の凸面は比較的曲率半径を大きく設定してサグ量の変化が少ない非球面形状にすることで、上記の収差を良好に補正する。より具体的には、第４レンズの曲率半径の大きさを全系の焦点距離の７０％以上となる値に設定することが望ましい。
【００２３】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第６レンズの像面側の面は、光軸近傍で像面側に凹面を向けており、光軸から離れるに従って周辺部では凸面に変化する非球面形状であることが望ましい。
【００２４】
第６レンズの像面側の面を光軸近傍では凹面とし、周辺部では凸面に変化する非球面形状にすることで、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。また、このような非球面を形成することで、撮像素子への主光線の入射角度を適切に制御することが可能になる。また、第６レンズの物体側の面を光軸近傍で凸面として、メニスカス形状を採用する場合、物体側の面の周辺部は凹面となるような非球面形状とすることが望ましい。このような形状を採用すれば、主光線の角度制御に加えて、無限遠の被写体と至近距離の被写体との両方の撮影において、同等の性能を確保することが容易になる。
【００２５】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．６＜ｆ１２／ｆ＜１．３
ただし、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【００２６】
条件式（２）は第１レンズと第２レンズの合成焦点距離と撮像レンズ全系の焦点距離との比を規定し、この２枚の合成屈折力を適切な範囲に規定するものである。
【００２７】
条件式（２）の上限値を上回る場合は、第１レンズと第２レンズの正の合成屈折力が弱くなり過ぎ、光学全長の短縮が困難になる。一方、条件式（２）の下限値を下回る場合は、第１レンズと第２レンズの正の合成屈折力が強くなり過ぎ、球面収差の発生量が増大する傾向になるため好ましくない。
【００２８】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−２．２＜ｆ３／ｆ＜−１．０
ただし、
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【００２９】
条件式（３）は第３レンズの焦点距離と撮像レンズ全系の焦点距離との比を規定し、色収差を良好に補正するための条件である。
【００３０】
条件式（３）の上限値を上回る場合は、第３レンズの負の屈折力が強くなり過ぎて光学全長の短縮が困難になる。一方、条件式（３）の下限値を下回る場合は、第３レンズの負の屈折力が弱くなり過ぎて、色収差の十分な補正が困難になる。条件式（３）の範囲に規定することで良好な色収差補正と小型化された光学系を得ることができる。
【００３１】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．６＜ｆ４５／ｆ＜２．２
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【００３２】
条件式（４）は、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離と撮像レンズ全系の焦点距離との比を規定することで、諸収差の補正を良好に行うための条件である。
【００３３】
条件式（４）の上限値を上回る場合は、第４レンズと第５レンズの合成の屈折力が弱くなり、軸上色収差の補正が困難になる。一方、条件式（４）の下限値を下回る場合は、第４レンズと第５レンズの合成の屈折力が強くなり過ぎることで、コマ収差や像面湾曲の補正が困難になる。
【００３４】
条件式（４）については、以下の条件式（４ａ）がより好ましい範囲である。
（４ａ）  ０．７＜ｆ４５／ｆ＜２．０
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【００３５】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）−２．０＜ｆ６７／ｆ＜−０．６
ただし、
ｆ６７：第６レンズと第７レンズの合成の焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【００３６】
条件式（５）は、第６レンズと第７レンズの合成焦点距離と撮像レンズ全系の焦点距離との比を規定し、諸収差の補正を良好に行うための条件である。
【００３７】
条件式（５）の上限値を上回る場合は、第６レンズと第７レンズの合成屈折力が強くなり過ぎ、歪曲収差や像面湾曲の補正が困難になる。一方、下限値を下回る場合は、第６レンズと第７レンズの合成屈折力が弱くなり、軸上色収差の補正が困難になる。
【００３８】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（６）から（８）を満足することが望ましい。
（６）５０＜νｄ１＜７０
（７）５０＜νｄ２＜７０
（８）２０＜νｄ３＜３０
ただし、
νｄ１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
【００３９】
条件式（６）から（８）は第１レンズから第３レンズのそれぞれのアッベ数を適切な範囲に規定するものである。第１レンズ、及び第２レンズに低分散な材料を用い、第３レンズに高分散な材料を用いることによって、良好な色収差補正を行うことができる。
【００４０】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第７レンズは、両面に非球面が形成された負の屈折力を有するレンズであり、最も像面側に配置されるレンズを負の屈折力にすることで、いわゆるテレフォトタイプに近い構成とし、光学全長を抑えるとともに、適切なバックフォーカスの確保を容易にしている。なお、第７レンズは光軸近傍で負の屈折力を有していれば良い。すなわち、光軸近傍で両凹形状、光軸近傍で像面側に凹面を向けたメニスカス形状、光軸近傍で像面側に凸面を向けたメニスカス形状の３つのタイプを採用することができる。特に、光軸近傍で像面側に凹面を向けた両凹形状、または光軸近傍で像面側に凹面を向けたメニスカス形状を採用する場合、像面側の非球面形状は、光軸近傍で凹形状であり周辺で凸形状に変化する非球面に形成することが望ましい。このような面の形状は、主に歪曲収差および像面湾曲を補正する効果と、撮像素子へ入射する光線の角度を制御する効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明により、従来の小型な撮像素子への適用は勿論のこと、大型の撮像素子に適用する場合にも、従来以上の光学性能を実現するとともに、広い画角でありながら、撮影距離が無限遠距離、至近距離の両方で、諸収差を良好に補正することが可能な小型の撮像レンズを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２】実施例１の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３】実施例１の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図４】実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図５】実施例２の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図６】実施例２の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図７】実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図８】実施例３の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図９】実施例３の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１０】実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図１１】実施例４の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１２】実施例４の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１３】実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図１４】実施例５の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１５】実施例５の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１６】実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図１７】実施例６の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１８】実施例６の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１９】実施例７の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２０】実施例７の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２１】実施例７の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２２】実施例８の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２３】実施例８の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２４】実施例８の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２５】実施例９の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２６】実施例９の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２７】実施例９の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２８】実施例１０の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２９】実施例１０の撮像レンズの、被写体距離が無限遠における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３０】実施例１０の撮像レンズの、被写体距離が１５０ｍｍにおける球面収差、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】
【００４３】
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。
図１、図４、図７、図１０、図１３、図１６、図１９、図２２、図２５、及び図２８はそれぞれ、本実施形態の実施例１から１０に係る撮像レンズの概略構成図を示している。いずれも基本的なレンズ構成は同様であるため、ここでは主に実施例１の概略構成図を参照しながら、本実施形態の撮像レンズ構成について説明する。
【００４４】
図１に示すように、本発明の撮像レンズは、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Ｌ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する両面が非球面の第４レンズＬ４と、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズＬ５と、負の屈折力を有する両面が非球面の第６レンズＬ６と、負の屈折力を有する第７レンズＬ７がそれぞれ空気間隔を置いて配置されて構成されている。また、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に配置されており、第７レンズＬ７と撮像面ＩＭＧとの間にはフィルタＩＲが配置されている。なお、このフィルタＩＲは省略することも可能である。
【００４５】
第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、第２レンズＬ２は像面側に凸面を向けた両凸形状であり、２枚の合成屈折力は適切な正の値に設定され、光学全長を短く抑えている。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の向かい合う面の少なくとも1面を凹面で構成することで、球面収差の発生量を抑えている。従って、第１レンズＬ１の形状は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に限定されず、例えば以降に説明する実施例５、７、及び１０のように両凸形状でも良い。ただし、その場合は第２レンズＬ２の物体側の面を凹面にすることが必要となる。
【００４６】
第３レンズＬ３は、光軸Ｘの近傍で像面側に凹面を向けたメニスカス形状で、両面に非球面が形成されており、第１レンズＬ１、及び第２レンズＬ２で発生した球面収差の補正と軸上色収差の補正を行っている。また、第３レンズＬ３の像面側に形成した非球面は、光軸から離れるに従って、負の屈折力が弱まるような形状にしているため、第３レンズから出射する軸外光線の過剰な跳ね上がりを防止している。そのため、軸外の諸収差を良好に補正する役割も果たしている。
【００４７】
第４レンズＬ４は、光軸Ｘの近傍で両凸形状の正の屈折力を有する両面が非球面のレンズである。第４レンズＬ４の物体側の面、及び像面側の面の曲率半径の大きさは、ともに撮像レンズ全系の焦点距離の７０％以上となるような緩やかな値になっている。また、非球面形状については、サグ量の変化が少ない形状に形成している。このような形状を採ることによって、軸上色収差の補正、高次の球面収差の補正、及びコマ収差の発生を抑制する。なお、第４レンズＬ４は光軸Ｘの近傍で両凸形状に限定するものではなく、例えば実施例７のように、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカス形状でも良いし、実施例８のように光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状でも良い。
【００４８】
第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた、弱い正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであって、軸外の光線を小さな屈折角で第６レンズＬ６に導く役割を果たしており、主に非点収差と像面湾曲の良好な補正を行っている。なお、第５レンズＬ５の屈折力は正に限定されるものではなく、例えば、実施例９は像面側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有している例である。
【００４９】
第６レンズＬ６は、光軸Ｘの近傍で像面側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであり、像面側の非球面は周辺部において凸面に変化する形状になっている。このような非球面形状によって、画面周辺部における像面湾曲と歪曲収差の良好な補正を行うとともに、撮像素子に入射する主光線の角度を適切に制御している。また、第６レンズＬ６は光軸Ｘの近傍では弱い負の屈折力として、撮像レンズ全系に与える屈折力の影響を弱め、主に収差補正用のレンズにすることが望ましいが、弱い正の屈折力を選択することも可能である。例えば、実施例９の第６レンズＬ６は弱い正の屈折力を持たせた例である。
【００５０】
第７レンズＬ７は、光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有する両面に非球面が形成されたレンズである。最も像面側に配置される第７レンズＬ７を負の屈折力にすることで適切なバックフォーカスを確保している。なお、第７レンズＬ７は光軸Ｘの近傍で負の屈折力を有していれば良く、実施例１、２、５、７、８、および９は光軸Ｘの近傍で両凹形状であるが、実施例３、４のように、光軸Ｘの近傍で像面側に凹面を向けたメニスカス形状、実施例６、１０のように、光軸Ｘの近傍で像面側に凸面を向けたメニスカス形状であっても良い。特に、光軸Ｘの近傍で像面側を凹面にする場合は、像面側の非球面形状を周辺部で凸形状に変化するように形成することで、主に歪曲収差および像面湾曲を補正する効果と、撮像素子へ入射する光線の角度を制御する効果を高めることができる。
【００５１】
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（８）を満足する。
（１）０＜ｆ１２
（２）０．６＜ｆ１２／ｆ＜１．３
（３）−２．２＜ｆ３／ｆ＜−１．０
（４）０．６＜ｆ４５／ｆ＜２．２
（５）−２．０＜ｆ６７／ｆ＜−０．６
（６）５０＜νｄ１＜７０
（７）５０＜νｄ２＜７０
（８）２０＜νｄ３＜３０
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
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の合成焦点距離
ｆ４５：第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の合成焦点距離
ｆ６７：第６レンズＬ６と第７レンズＬ７の合成焦点距離
νｄ１：第１レンズＬ１のｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズＬ２のｄ線に対するアッベ数
νｄ３：第３レンズＬ３のｄ線に対するアッベ数
【００５２】
条件式（１）を満足することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成屈折力が正の値となり光学全長の短縮が図られる。
【００５３】
条件式（２）を満足することで、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離が適切な範囲となり、光学全長の短縮と合わせて球面収差を良好に補正する。
【００５４】
条件式（３）を満足することで、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第３レンズＬ３の負の焦点距離が適切な範囲となり、光学全長の短縮と合わせて色収差を良好に補正する。
【００５５】
条件式（４）を満足することで、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との正の合成焦点距離が適切な範囲となり、軸上色収差、コマ収差、像面湾曲を良好に補正する。
【００５６】
条件式（５）を満足することで、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第６レンズＬ６と第７レンズＬ７との負の合成焦点距離が適切な範囲となり、歪曲収差、像面湾曲、軸上色収差を良好に補正する。
【００５７】
条件式（６）から（８）を満足することで、色収差を良好に補正する。
【００５８】
本実施形態では、すべてのレンズ面を非球面で形成している。これらのレンズ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、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき次式により表わされる。
【００５９】
【数１】
2015055728.tif 000003
【００６０】
次に本実施の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は撮像レンズ系全体の焦点距離を、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）に対する屈折率、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。また、光学全長ＴＴＬは第７レンズＬ７と撮像面ＩＭＧとの間に配置されたフィルタＩＲを取り外した際の距離として示してある。
【実施例１】
【００６１】
基本的レンズデータを以下の表１に示す。
【表１】
2015055728.tif 000004
2015055728.tif 000005
【００６２】
実施例１の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００６３】
図２は実施例１の撮像レンズについて、被写体距離が無限遠の場合の球面収差（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、ｇ線（４３６ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｅ線（５４６ｎｍ）、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、非点収差図はｄ線におけるサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおける収差量を示している（図５、図８、図１１、図１４、図１７、図２０、図２３、図２６、図２９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。また、図３は実施例１の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の球面収差（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、ｇ線（４３６ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｅ線（５４６ｎｍ）、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、非点収差図はｄ線におけるサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおける収差量を示している（図６、図９、図１２、図１５、図１８、図２１、図２４、図２７、図３０においても同じ）。図３に示すように、至近距離の被写体を撮影する場合においても各収差は良好に補正されていることが分かる。
【００６４】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８２であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例２】
【００６５】
基本的レンズデータを以下の表２に示す。
【表２】
2015055728.tif 000006
2015055728.tif 000007
【００６６】
実施例２の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００６７】
図５は実施例２の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図６は実施例２の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図５、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。
【００６８】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８０であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例３】
【００６９】
基本的レンズデータを以下の表３に示す。
【表３】
2015055728.tif 000008
2015055728.tif 000009
実施例３の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００７０】
図８は実施例３の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図９は実施例３の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図８、図９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。
【００７１】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８３であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例４】
【００７２】
基本的レンズデータを以下の表４に示す。
【表４】
2015055728.tif 000010
2015055728.tif 000011
【００７３】
実施例４の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００７４】
図１１は実施例４の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図１２は実施例４の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図１１、図１２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。
【００７５】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７９であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例５】
【００７６】
基本的レンズデータを以下の表５に示す。
【表５】
2015055728.tif 000012
2015055728.tif 000013
【００７７】
実施例５の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００７８】
図１４は実施例５の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図１５は実施例５の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図１４、図１５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。
【００７９】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８０であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例６】
【００８０】
基本的レンズデータを以下の表６に示す。
【表６】
2015055728.tif 000014
2015055728.tif 000015
【００８１】
実施例６の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００８２】
図１７は実施例６の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図１８は実施例６の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図１７、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。
【００８３】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．４で明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８０であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例７】
【００８４】
基本的レンズデータを以下の表７に示す。
【表７】
2015055728.tif 000016
2015055728.tif 000017
【００８５】
実施例７の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００８６】
図２０は実施例７の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図２１は実施例７の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図２０、図２１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。
【００８７】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８１であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例８】
【００８８】
基本的レンズデータを以下の表８に示す。
【表８】
2015055728.tif 000018
2015055728.tif 000019
【００８９】
実施例８の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００９０】
図２３は実施例８の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図２４は実施例８の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図２３、図２４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。
【００９１】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．５で明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７９であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例９】
【００９２】
基本的レンズデータを以下の表９に示す。
【表９】
2015055728.tif 000020
2015055728.tif 000021
【００９３】
実施例９の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００９４】
図２６は実施例９の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図２７は実施例９の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図２６、図２７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。
【００９５】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．６で比較的明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８２であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【実施例１０】
【００９６】
基本的レンズデータを以下の表１０に示す。
【表１０】
2015055728.tif 000022
2015055728.tif 000023
【００９７】
実施例１０の撮像レンズは、表１１に示すように条件式（１）から（８）の全てを満たしている。
【００９８】
図２９は実施例１０の撮像レンズの被写体距離が無限遠の場合の収差図を示したものであり、図３０は実施例１０の撮像レンズについて、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、被写体距離が１５０ｍｍの場合の収差図を示したものである。図２９、図３０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。
【００９９】
さらに、全画角で８０°近い広い画角を達成し、Ｆ値は２．５で明るい撮像レンズ系が実現されている。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７９であり、７枚構成でありながら小型化が図られている。
【０１００】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る撮像レンズは、撮影画角が全画角で８０°近い広い画角を達成しつつも、撮像レンズ全体を繰り出してオートフォーカスする際、無限遠距離と至近距離の両方の撮影で収差が良好に補正され、Ｆ値は２．４から２．６の比較的明るい撮像レンズ系の実現を可能にする。また、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８のレベルを達成する小型なレンズ系の実現を可能にする。
【０１０１】
表１１に実施例１から実施例１０の条件式（１）〜（８）の値を示す。
【表１１】
2015055728.tif 000024
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係る７枚構成の撮像レンズによれば、小型化を維持しながら広画角化を満足し、且つ高解像度の要求を満足する撮像レンズを実現することができる。特にスマートテレビや４Ｋテレビなどの高機能製品への適用、ゲーム機やＰＣなどの情報端末機器への適用、さらには本格的なデジタルカメラ機能を備えたスマートフォンや携帯電話機、およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯端末機器へ適用することで、当該製品の性能を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
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
ｉｈ  最大像高
ＩＭＧ  撮像面
【図１】
2015055728.tif 000025
【図２】
2015055728.tif 000026
【図３】
2015055728.tif 000027
【図４】
2015055728.tif 000028
【図５】
2015055728.tif 000029
【図６】
2015055728.tif 000030
【図７】
2015055728.tif 000031
【図８】
2015055728.tif 000032
【図９】
2015055728.tif 000033
【図１０】
2015055728.tif 000034
【図１１】
2015055728.tif 000035
【図１２】
2015055728.tif 000036
【図１３】
2015055728.tif 000037
【図１４】
2015055728.tif 000038
【図１５】
2015055728.tif 000039
【図１６】
2015055728.tif 000040
【図１７】
2015055728.tif 000041
【図１８】
2015055728.tif 000042
【図１９】
2015055728.tif 000043
【図２０】
2015055728.tif 000044
【図２１】
2015055728.tif 000045
【図２２】
2015055728.tif 000046
【図２３】
2015055728.tif 000047
【図２４】
2015055728.tif 000048
【図２５】
2015055728.tif 000049
【図２６】
2015055728.tif 000050
【図２７】
2015055728.tif 000051
【図２８】
2015055728.tif 000052
【図２９】
2015055728.tif 000053
【図３０】
2015055728.tif 000054