(57)【要約】【課題】小さなＦナンバーを有し、全長の短縮化および高解像化を実現した撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を実現する。【解決手段】撮像レンズが、物体側から順に、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた第１レンズＬ１と、負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、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、負の屈折力を有し、像側に凹面を向け、像側の面が少なくとも１つの変曲点を有する第７レンズＬ７とから構成される実質的に７個のレンズからなり、第１レンズないし第７レンズが全て単レンズであることを特徴とする。【選択図】図１
2015028586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた第１レンズと、
負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、
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、
負の屈折力を有し、像側に凹面を向け、像側の面が少なくとも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レンズないし前記第７レンズが全て単レンズであることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
さらに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＜ｆ／ｆ１２                （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
とする。
【請求項３】
さらに以下の条件式を満足する請求項１または２に記載の撮像レンズ。
ｆ／ｆ２＜−０．１            （２）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項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／ｆ１＜２．５          （３）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
とする。
【請求項５】
さらに以下の条件式を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０＜ｆ／ｆ３                  （４）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
とする。
【請求項６】
さらに以下の条件式を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ／ｆ４＜０                  （５）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
とする。
【請求項７】
さらに以下の条件式を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０８＜Ｄａ／ｆ            （６）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄａ：前記第１レンズの光軸上の厚さ
とする。
【請求項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。
０．０５＜Ｄｂ／ｆ＜０．３    （７）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄｂ：前記第２レンズの光軸上の厚さ
とする。
【請求項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。
０．２＜Ｄｃ／ｆ＜０．５      （８）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄｃ：前記第１レンズの物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの光軸上の距離
とする。
【請求項１０】
前記第１レンズと前記第２レンズの間、または、前記第２レンズと前記第３レンズの間に配置された開口絞りをさらに備えた請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項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。
０＜ｆ／ｆ１２＜５            （１−１）
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
とする。
【請求項１２】
さらに以下の条件式を満足する請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
−１＜ｆ／ｆ２＜−０．２      （２−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１３】
さらに以下の条件式を満足する請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．５＜ｆ／ｆ１＜２          （３−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
とする。
【請求項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。
０．３２＜ｆ／ｆ３＜１        （４−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
とする。
【請求項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。
−０．６５＜ｆ／ｆ４＜０      （５−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
とする。
【請求項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。
０．１＜Ｄａ／ｆ＜０．３      （６−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄａ：前記第１レンズの光軸上の厚さ
とする。
【請求項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。
０．０６＜Ｄｂ／ｆ＜０．２    （７−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄｂ：前記第２レンズの光軸上の厚さ
とする。
【請求項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。
０．２１＜Ｄｃ／ｆ＜０．４    （８−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
Ｄｃ：前記第１レンズの物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの光軸上の距離
とする。
【請求項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。
０．２＜ｆ／ｆ１２＜１        （１−２）
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
とする。
【請求項２０】
請求項１に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このような要求を満たすために、レンズ枚数が比較的多い５枚構成の撮像レンズが提案されており、さらなる高性能化のためにレンズ枚数をより多くした６枚以上のレンズを備えた撮像レンズも提案されている。例えば、特許文献１および２には７枚構成の撮像レンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２８１０８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−０６８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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対して、上述したような撮像素子の高画素化に伴い、撮像素子の画素サイズの小型化が進んでいる。このため、高性能でありながら、小型の撮像素子にも対応可能なＦナンバーの小さい撮像レンズの実現が求められている。
【０００６】
上記要求に応えるために、上記特許文献１に記載された撮像レンズは、Ｆナンバーが大きく、要求される高解像度を実現可能な小型の撮像素子に適用することが難しい。また、特許文献２に記載された撮像レンズはさらにレンズ全長の短縮化が求められる。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、レンズ全長を短縮化しつつ、小さなＦナンバーを有し、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた第１レンズと、負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、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、負の屈折力を有し、像側に凹面を向け、像側の面が少なくとも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レンズないし第７レンズが全て単レンズであることを特徴とする。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第１レンズと第２レンズの間、または、第２レンズと第３レンズの間に配置された開口絞りをさらに備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（８−１）のいずれかを満足することが好ましい。なお、本発明の好ましい態様としては、条件式（１）から（８−１）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。
０＜ｆ／ｆ１２                （１）
０＜ｆ／ｆ１２＜５            （１−１）
０．２＜ｆ／ｆ１２＜１        （１−２）
ｆ／ｆ２＜−０．１            （２）
−１＜ｆ／ｆ２＜−０．２      （２−１）
０＜ｆ／ｆ１＜２．５          （３）
０．５＜ｆ／ｆ１＜２          （３−１）
０＜ｆ／ｆ３                  （４）
０．３２＜ｆ／ｆ３＜１        （４−１）
ｆ／ｆ４＜０                  （５）
−０．６５＜ｆ／ｆ４＜０      （５−１）
０．０８＜Ｄａ／ｆ            （６）
０．１＜Ｄａ／ｆ＜０．３      （６−１）
０．０５＜Ｄｂ／ｆ＜０．３    （７）
０．０６＜Ｄｂ／ｆ＜０．２    （７−１）
０．２＜Ｄｃ／ｆ＜０．５      （８）
０．２１＜Ｄｃ／ｆ＜０．４    （８−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
Ｄａ：第１レンズの光軸上の厚さ
Ｄｂ：第２レンズの光軸上の厚さ
Ｄｃ：第１レンズの物体側の面から第２レンズの像側の面までの光軸上の距離
とする。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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、全てのレンズを単レンズとしたので、全長を短縮化しながらも、小さなＦナンバーを有し、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。
【００１５】
また、本発明の撮像装置によれば、本発明の高い結像性能を有する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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】図１に示す撮像レンズの光線図である。
【図７】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図８】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図９】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１０】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１１】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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５に対応するレンズ断面図である。
【図１５】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、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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５および図１４に示す。図１〜図５および図１４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５および図１４の構成例についても説明する。また、図６は図１に示す撮像レンズＬにおける光路図であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２および最大画角の光束３の各光路を示す。
【００１９】
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。
【００２０】
図１２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１〜５および図１４における像面Ｒ１８）に配置される。
【００２１】
図１３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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
この撮像レンズＬはまた、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間、または、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置された開口絞りＳｔを備えることが好ましい。開口絞りＳｔを第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間、または、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置した場合には、全長を短縮化しつつ、開口絞りＳｔより物体側に配置されたレンズと、開口絞りＳｔより像側に配置されたレンズによってバランスよく収差を補正することができる。本実施の形態において、第１〜第４の構成例のレンズ（図１〜４）が、開口絞りＳｔが第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配置された構成例であり、第５〜第６の構成例のレンズ（図５、図１４）が、開口絞りＳｔが第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置された構成例である。なお、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。
【００２５】
この撮像レンズＬにおいて、第１レンズＬ１は、光軸近傍で正の屈折力を有する。このため、レンズ全長の短縮化を実現するために有利である。また、第１レンズＬ１は、光軸近傍で物体側に凸面を向けている。この場合には、撮像レンズＬの主たる結像機能を担う第１レンズＬ１の正の屈折力を十分に強くしやすいため、より好適にレンズ全長の短縮化を実現することができる。また、各実施形態に示すように、第１レンズＬ１を、光軸近傍において物体側に凸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、第１レンズＬ１の後側主点位置を物体側に寄せることができ、さらに好適に全長の短縮化を実現することができる。
【００２６】
第２レンズＬ２は、光軸近傍において負の屈折力を有する。このため、軸上色収差を良好に補正することができる。また、各実施形態に示されるように、第２レンズＬ２を光軸近傍で像側に凹面を向けたものとした場合には、軸上色収差と像面湾曲の発生を抑制することができる。また、第１および第３乃至第６の実施形態に示されるように、第２レンズＬ２を、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状とすることができ、この場合には、全長の短縮化に有利である。また、第２の実施形態に示されるように、第２レンズＬ２を光軸近傍で両凹形状とすることができ、この場合には、球面収差を良好に補正することができる。
【００２７】
第３レンズＬ３は、光軸近傍において正の屈折力を有する。この場合には、全長の短縮化の実現に有利である。また、各実施形態に示されるように、第２レンズＬ２を光軸近傍で像側に凹面を向けたものとし、第３レンズＬ３を光軸近傍において物体側に凸面を向けたものとすることが好ましい。この場合には、第２レンズＬ２の像側の面と対向する第３レンズＬ３の物体側の面との光軸上の間隔を小さくすることが容易となり、全長の短縮化に有利である。また、第２の実施形態に示されるように、第３レンズＬ３を、光軸近傍においてメニスカス形状とすることができ、この場合には、好適に全長の短縮化を実現しつつ、球面収差を良好に補正することができる。また、第１および第３乃至第６の実施形態に示されるように、第３レンズＬ３を、光軸近傍において両凸形状とすることができ、この場合には、良好に軸上色収差を補正することができる。
【００２８】
第４レンズＬ４は、光軸近傍において負の屈折力を有することが好ましい。このことにより、周辺部分の光量を確保しやすい。また、第２乃至第６の実施形態に示されるように、第４レンズＬ４を光軸近傍においてメニスカス形状とすることができ、この場合には、好適にレンズ全長の短縮化を実現することができる。また、第１の実施形態に示されるように、第４レンズＬ４を光軸近傍において両凹形状とすることができ、この場合には、球面収差を良好に補正することができる。
【００２９】
第５レンズＬ５は、光軸近傍において正の屈折力を有する。この場合には、全長の短縮化の実現に有利である。また、第２乃至第４の実施形態に示されるように、第５レンズＬ５が光軸近傍において像側に凸面を向けたメニスカス形状とすることができ、この場合には、結像領域の周辺部において、撮像レンズＬ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好適に抑制することができる。また、第１、第５および第６の実施形態に示されるように、第５レンズＬ５を光軸近傍において両凸形状とすることができ、この場合には、より好適に全長の短縮化を実現することができる。
【００３０】
第６レンズＬ６は、各実施形態に示されるように、光軸近傍において物体側に凸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、レンズ全長の短縮化を実現しやすく、球面収差を良好に補正することができる。また、第６レンズＬ６は、所望の性能を実現可能であれば、光軸近傍で負の屈折力を有してもよく正の屈折力を有してもよい。第２および第５の実施形態に示されるように、第６レンズＬ６を、光軸近傍で正の屈折力を有するものとした場合には、非点収差を良好に補正することができる。また、第１、第３、第４および第６の実施形態に示されるように、第６レンズＬ６を、光軸近傍で負の屈折力を有するものとした場合には、周辺部分の光量を確保しやすい。
【００３１】
第７レンズＬ７は、光軸近傍において負の屈折力を有する。このことにより、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。
【００３２】
また、第７レンズＬ７は、光軸近傍で像側に凹面を向け、像側の面が有効径内に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状である。例えば、第７レンズＬ７を像側に凹面を向けた球面レンズとし、第７レンズＬ７の像側の面の曲率半径の絶対値を小さくした場合には、周辺画角の光線の像面への入射角が大きくなる、周辺画角の光線が全反射を起こして像面に到達しないなどの不具合の発生が懸念される。しかしながら、第７レンズＬ７を、光軸近傍で像側に凹面を向け、像側の面が有効径内に少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状に構成することにより、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、上記のような周辺画角の光線の全反射による不具合の発生を抑制できる。なお、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。変曲点の位置は、第７レンズＬ７の像側の面の有効径内であれば光軸から半径方向外側の任意の位置に配置することができる。なお、ここでいう結像領域の周辺部は、最大有効半径の略５割から７割より半径方向外側を意味する。
【００３３】
また、各実施形態に示すように、第７レンズＬ７を光軸近傍において像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、第７レンズＬ７の負の屈折力を過度に強くする必要が生じにくいため全長の短縮化の実現に有利である。
【００３４】
また、上記撮像レンズＬを構成する各レンズＬ１乃至Ｌ７は接合レンズでなく単レンズとされている。例えば、線形膨張係数が異なる材質のレンズ同士を接合した接合レンズを備えたレンズ系では、温度変化により接合レンズの接合面で線形膨張係数の違いによる収差が発生する可能性がある。しかし、上記撮像レンズＬを構成する各レンズＬ１乃至Ｌ７は接合レンズでなく単レンズとされているため、上記のように線形膨張係数の違いによって接合面で収差が発生することを抑制することができる。また、撮像レンズの製造工程に接合工程や接着剤購入のためのコストが不要であるため、特許文献１および２のように接合レンズを備えた撮像レンズよりも製造コストを低く抑えることができる。また、全てのレンズを単レンズにすることにより、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。
【００３５】
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ないし第７レンズの各レンズ要素の構成を最適化したので、全長を短縮化しながらも、小さなＦナンバーを有し、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
まず、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離ｆ１２および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（１）を満足することがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ１２                （１）
条件式（１）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２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。条件式（１）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の合成屈折力を確保することにより、全系の屈折力に対して第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長を短縮化することができる。この効果をより高めるために、条件式（１−１）の下限を満たすことがより好ましく、条件式（１−２）の下限を満たすことがさらに好ましい。また、条件式（１−１）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の合成屈折力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と第２レンズＬ２の合成屈折力が強くなりすぎず、特に球面収差および軸上色収差を良好に補正することができる。この効果をより高めるために、条件式（１−２）の上限を満たすことがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ１２＜５            （１−１）
０．２＜ｆ／ｆ１２＜１        （１−２）
【００３９】
また、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
ｆ／ｆ２＜−０．１            （２）
条件式（２）は、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２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（２）の上限以上とならないように、第２レンズＬ２の屈折力を確保することにより、全系の屈折力に対して第２レンズＬ２の負の屈折力が弱くなりすぎず、特に軸上色収差を良好に補正することができる。この効果をより高めるために、条件式（２−１）の上限を満たすことがより好ましく、条件式（２−２）の上限を満たすことがさらに好ましい。また、条件式（２−１）の下限以下とならないように、第２レンズＬ２の屈折力を維持することが好ましい。この場合には、全系の屈折力に対して第２レンズＬ２の負の屈折力が強くなりすぎず、好適に全長を短縮化することができる。また、この効果を更に高めるために、条件式（２−２）の下限を満たすことがより好ましい。
−１＜ｆ／ｆ２＜−０．２      （２−１）
−０．８＜ｆ／ｆ２＜−０．２  （２−２）
【００４０】
また、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｆ１＜２．５          （３）
条件式（３）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（３）の下限以下とならないように、第１レンズＬ１の屈折力を確保することにより、全系の屈折力に対して第１レンズＬ１の屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長を短縮化することができる。また、条件式（３）の上限以上とならないように、第１レンズＬ１の屈折力を維持することが好ましく、この場合には、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、特に球面収差を良好に補正することができる。この効果をより高めるために、条件式（３−１）を満たすことが好ましく、条件式（３−２）を満たすことがより好ましい。
０．５＜ｆ／ｆ１＜２          （３−１）
０．５５＜ｆ／ｆ１＜１．５    （３−２）
【００４１】
また、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ１および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｆ３                  （４）
条件式（４）は、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３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（４）の下限以下とならないように、第３レンズＬ３の屈折力を確保することにより、全系の屈折力に対して第３レンズＬ３の屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長を短縮化することができる。この効果をより高めるために、条件式（４−１）の下限を満たすことがより好ましく、条件式（４−２）の下限を満たすことがよりさらに好ましい。また、条件式（４−１）の上限以上とならないように、第３レンズＬ３の屈折力を維持することが好ましく、この場合には、全系の屈折力に対して第３レンズＬ３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。この効果をより高めるために、条件式（４−２）の上限を満たすことがより好ましい。
０．３２＜ｆ／ｆ３＜１        （４−１）
０．３５＜ｆ／ｆ３＜０．６    （４−２）
【００４２】
また、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
ｆ／ｆ４＜０                  （５）
条件式（５）は、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４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（５）の上限以上とならないように、第４レンズＬ４の屈折力を確保することにより、全系の屈折力に対して第４レンズＬ４の負の屈折力が弱くなりすぎず、特に中間画角における像面湾曲を良好に補正することができる。この効果をより高めるために、条件式（５−１）の上限を満たすことが好ましく、条件式（５−２）の上限を満たすことがよりさらに好ましい。また、条件式（５−１）の下限以下とならないように、第４レンズＬ４の屈折力を維持することにより、全系の屈折力に対して第４レンズＬ４の負の屈折力が強くなりすぎず、光軸近傍における色収差を抑制することができる。この効果をより高めるために、条件式（５−２）の下限を満たすことがより好ましい。
−０．６５＜ｆ／ｆ４＜０      （５−１）
−０．６＜ｆ／ｆ４＜−０．１  （５−２）
【００４３】
また、第１レンズＬ１の光軸上の厚さＤａと全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．０８＜Ｄａ／ｆ            （６）
条件式（６）は、全系の焦点距離ｆに対する第１レンズＬ１の光軸上の厚さＤａの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（６−１）の下限以下とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第１レンズＬ１の光軸上の厚さＤａを確保することにより、非点収差を良好に補正することができ、また、第１レンズＬ１のレンズ周辺部の厚みが薄くなりすぎることを抑制しやすいため製造上有利である。この効果をより高めるために、条件式（６−１）の下限を満たすことがより好ましく、条件式（６−２）の下限を満たすことがよりさらに好ましい。また、条件式（６−１）の上限以上とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第１レンズＬ１の光軸上の厚さＤａを維持することで、正の屈折力を有する第１レンズＬ１の物体側の面と入射瞳との距離を大きくなりすぎないように維持し、第１レンズＬ１の有効径の大型化を抑制することができる。この効果をより高めるために、条件式（６−２）の上限を満たすことが好ましい。なお、各実施形態において、第１レンズＬ１の光軸上の厚さＤａは、後掲の表１、３、５、７、９、１１に示すＤ１に対応する。
０．１＜Ｄａ／ｆ＜０．３      （６−１）
０．１２＜Ｄａ／ｆ＜０．２    （６−２）
【００４４】
また、第２レンズＬ２の光軸上の厚さＤｂと全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．０５＜Ｄｂ／ｆ＜０．３    （７）
条件式（７）は、全系の焦点距離ｆに対する第２レンズＬ２の光軸上の厚さＤｂの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（７−１）の下限以下とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第２レンズＬ２の光軸上の厚さＤｂを確保することにより、レンズ強度を維持して、製造時の変形や破損を抑制することができる。また、条件式（７）の上限以上とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第２レンズＬ２の光軸上の厚さＤｂを維持することで、撮像レンズＬ全体で補正可能な程度に軸上色収差の発生を抑制することができる。この効果をより高めるために、条件式（７−１）を満たすことが好ましく、条件式（７−２）を満たすことがよりさらに好ましい。なお、各実施形態において、第２レンズＬ２の光軸上の厚さＤｂは、後掲の表１、３、５、７に示すＤ４に対応し、後掲の表９、１１に示すＤ３に対応する。
０．０６＜Ｄｂ／ｆ＜０．２    （７−１）
０．０６＜Ｄｂ／ｆ＜０．１２  （７−２）
【００４５】
また、第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃと全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．２＜Ｄｃ／ｆ＜０．５      （８）
条件式（８）は、全系の焦点距離ｆに対する第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（８）の下限以下とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃを確保することで、第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃに対する製造誤差の影響を相対的に小さいものとすることができる。条件式（８）の上限以上とならないように、全系の焦点距離ｆに対して第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃを維持することにより、第２レンズＬ２の負の屈折力を過度に強くする必要がなく、軸上色収差の発生を抑制することができる。この効果をより高めるために、条件式（８−１）を満たすことが好ましく、条件式（８−２）を満たすことがより好ましい。なお、各実施形態において、第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離Ｄｃは、後掲の表１、３、５、７に示すＤ１と、Ｄ２と、Ｄ３と、Ｄ４との総和に対応し、後掲の表９、１１に示すＤ１と、Ｄ２と、Ｄ３との総和に対応する。
０．２１＜Ｄｃ／ｆ＜０．４    （８−１）
０．２２＜Ｄｃ／ｆ＜０．３    （８−２）
【００４６】
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、全てのレンズを単レンズとしたので、全長を短縮化しながらも、Ｆナンバーが小さく、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、本発明の実施の形態に係る撮像レンズＬは３以下の小さなＦナンバーを有し、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等に好適に適用可能である。これに対し、特許文献１に記載された撮像レンズは、Ｆナンバーが４．６６と大きく、高画素化に対応可能な撮像素子に対応することが難しい。
【００４７】
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全画角が７０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の各レンズ構成を設定した場合には、撮像レンズを構成した場合には、携帯電話端末などに撮像レンズＬを好適に適用することができ、広い画角を高解像度で撮像した画像を取得し、撮像された画像から所望の画像部分を拡大等して取得したいという要求に応えることができる。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、最も物体側のレンズ要素の面を１番目（開口絞りＳｔ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（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（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（５８７．５６ｎｍ）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。なお、各レンズデータには、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）とバックフォーカスＢｆ（ｍｍ）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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（ｍｍ）を示す。
【００５４】
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡｉ・ｈi ……（Ａ）
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。
【００５５】
以上の実施例１の撮像レンズと同様にして、図２〜図５および図１４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。
【００５６】
図７（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、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）図を示している。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５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図、倍率色収差図には、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。また、球面収差図には、ｇ線(波長４３５．８３ｎｍ)についての収差も示す。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は半画角をそれぞれ示す。
【００５７】
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８（Ａ）〜（Ｄ）乃至図１１（Ａ）〜（Ｄ）および図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００５８】
また、表１３には、本発明に係る各条件式（１）〜（８）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。
【００５９】
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、歪曲収差を好適に補正し、広画角化を実現しながらも高い結像性能が実現されている。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【表１】
2015028586.tif 000003
【表２】
2015028586.tif 000004
【表３】
2015028586.tif 000005
【表４】
2015028586.tif 000006
【表５】
2015028586.tif 000007
【表６】
2015028586.tif 000008
【表７】
2015028586.tif 000009
【表８】
2015028586.tif 000010
【表９】
2015028586.tif 000011
【表１０】
2015028586.tif 000012
【表１１】
2015028586.tif 000013
【表１２】
2015028586.tif 000014
【表１３】
2015028586.tif 000015
【符号の説明】
【００６２】
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）
【図１】
2015028586.tif 000016
【図２】
2015028586.tif 000017
【図３】
2015028586.tif 000018
【図４】
2015028586.tif 000019
【図５】
2015028586.tif 000020
【図６】
2015028586.tif 000021
【図１２】
2015028586.tif 000022
【図１３】
2015028586.tif 000023
【図１４】
2015028586.tif 000024
【図７】
2015028586.tif 000025
【図８】
2015028586.tif 000026
【図９】
2015028586.tif 000027
【図１０】
2015028586.tif 000028
【図１１】
2015028586.tif 000029
【図１５】
2015028586.tif 000030