JP2015007748A - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】全画角で８０?以上の広い画角を実現しながらも、諸収差を良好に補正でき、高い解像性能を得ることができる小型の撮像レンズを提供すること。【解決手段】固体撮像素子用の撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する両面が非球面の第３レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、像面側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第６レンズとで構成され、前記第６レンズの像面側の面は光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されている。【選択図】図１

Description

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）など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。

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解像度がフルハイビジョンの４倍ある高画質化を追求した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、高機能に加えて多機能化が進んでいるため、今後の展開が特に期待されている。その機能のひとつとして、撮像装置を搭載し、映像や画像を撮影して通信するものがある。この機能を利用することによって、例えば、テレビ電話や顔認識技術を用いた高精度ピープルメーター、さらには動体検知機能を搭載することによりセキュリティ対策やペットの監視等、この他にも様々な応用が期待できる。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楽しむことができる。これらの機能は、スマートテレビ等の登場によって、従来よりも一般化されることが予想される。一方、最近では、デジタルフォトフレームにカメラ機能を搭載した製品も発売されるなど、カメラを取り巻く市場はますます拡大していくものと考えられる。

テレビ電話を使ってコミュニケーションを図る場合、例えば複数人が参加するテレビ会議などにおいては、話し手の表情や周りの状況などの情報が重要になる。また、顔認識技術を用いて人間や動物の顔を認識させる場合にも、極めて正確に映像から識別できることが望まれる。このような高解像力を備える機器に適用する撮像レンズには、高い解像力を備え、小型、広画角、明るいレンズ系であることが要求されている。

しかしながら、従来の技術ではこうした要求に十分に応えることは難しい。例えば、スマートテレビ等の高機能製品へ搭載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使用されることが想定される。大型の撮像素子に従来の撮像レンズを適用する場合、光学系の大型化に伴う諸収差の悪化といった課題があり、小型の撮像素子と同等の良好な光学性能を実現することは非常に困難である。また、撮影画角の広角化を図ると、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が生じやすい。

撮像装置を備えた機器に搭載される撮像レンズとしては、例えば、以下の特許文献１から特許文献３のような撮像レンズが知られている。

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。

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角化を図っている。

特許文献３には、物体側から順に、物体側が凸面の正の屈折力を有する第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、像面側に凹面を向けた両面が非球面の第６レンズとから構成し、当該第６レンズの像面側の面に少なくとも一つの変極点を形成した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、撮像レンズ全系に占める第５レンズと第６レンズの屈折力の和を適切な範囲にすることで製造誤差感度の抑制とテレセントリック性が確保された小型の撮像レンズを提案している。

特開２０１０−２６２２７０号公報 特開２０１２−１５５２２３号公報 ＵＳ２０１２／０１８８６５４Ａ１

上記特許文献１に記載の撮像レンズは、Ｆ値が２．０で明るく、半画角は約３８°で比較的広角なレンズ系を実現している。しかし、近年求められている更なる広角化への要求を十分に満足することは出来ない。また、大型の撮像素子へ適用するには、諸収差をさらに抑制する必要がある。しかし、５枚レンズ構成における収差補正には限界があり、上述した高解像度が進む機器への適用は困難である。

上記特許文献２に記載の撮像レンズは、Ｆ値は２．３程度で比較的明るく、良好な収差補正が実現できている。しかし、半画角が３３°程度であり、広角化に十分対応できない。また、特許文献２に記載のレンズ構成で広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。

上記特許文献３に記載の撮像レンズは、６枚構成として収差を良好に補正し、比較的小型化されたレンズ系になっている。また半画角も３７°程度で比較的広い。しかし、Ｆ値は２．８から３．２であり十分な明るさに対応しているとは言えない。この撮像レンズで低Ｆ値かつ半画角で４０°を超える広角化へ対応させるには、やはり周辺部の収差の問題を解決することは困難である。

このように、従来の技術においては、小型化を維持しながら広角化を満足し、明るく、且つ高解像度の要求を満足することは困難であった。大型の撮像素子に適用する場合、従来と同等の良好な光学性能を実現することは困難であった。

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、諸収差を良好に補正することが可能で、明るい、小型の撮像レンズを提供することにある。

なお、ここでいう小型の撮像レンズとは、光学全長が撮像素子の有効撮像面の対角線の長さよりも短いレベルを指しており、広角とは全画角で８０°以上のレベルを指している。また、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さとは、撮像レンズに入射した最大画角からの光線が撮像面に入射する位置の光軸から垂直な高さ、すなわち最大像高を半径とする有効像円の直径の大きさと同じものとして扱う。

本発明による撮像レンズは、固体撮像素子用の撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する両面が非球面の第３レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、像面側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第６レンズとで構成される。第６レンズの像面側の面は、光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されている。

以上の構成の撮像レンズとすることにより、ｉｈ／ｆの値を大きくする（０．８７以上）ための焦点距離が実現でき、その際の収差も抑えることが可能である。ｉｈ／ｆは、０．８７〜１．０４が実現できた。特許文献２は０．６５から０．７１で、特許文献３は０．６０〜０．７４である。なお、ｉｈは最大像高、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離であり、ともに画角を決定するパラメータである。

上記構成の撮像レンズは、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズとから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、第５レンズおよび第６レンズから構成される合成屈折力が負のレンズ群を配置した、いわゆるテレフォトタイプにすることで、光学全長の短縮化を図っている。

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、撮像レンズを構成するレンズの中で比較的強い屈折力を有している。物体側の面の曲率半径を像面側の曲率半径よりも小さくした両凸形状とし、両面に正の屈折力を適切に配分することで、球面収差の発生を抑えながら、比較的強い屈折力を得、撮像レンズの小型化を図っている。なお、第１レンズの像面側の面は凹面とすることも可能であり、その際の像面側の曲率半径の大きさは、屈折力が低下し過ぎず、また球面収差量が増大しない範囲で、物体側の曲率半径よりも大きく設定することが望ましい。

第２レンズは、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、球面収差および色収差を良好に補正する。

第３レンズは、物体側に凸面を向けた、撮像レンズを構成するレンズの中で比較的弱い正の屈折力を有するレンズであり、撮像レンズ全系に正の屈折力を補う事で全系の焦点距離を短くして広角化に寄与するとともに、両面を非球面で形成することにより、主に非点収差およびコマ収差を良好に補正する。

第４レンズは像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであり、撮像レンズを構成するレンズの中において、比較的強い正の屈折力を有しており、第１レンズの正の屈折力と適切にバランスさせることで、撮像レンズの小型化に寄与する。

第５レンズは、像面側に凹面を向けた両面が非球面のレンズであり、両面に形成した非球面によって、第３レンズ、第４レンズで発生する色収差を良好に補正し、高い解像力の実現に寄与する。

第６レンズは、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、バックフォーカスの確保を容易にしている。また、像面側の面に、光軸上以外の位置に変極点を有する非球面を形成することで、像面側の面の屈折力をレンズ周辺部に向かうにつれて負の屈折力から正の屈折力に変化させている。このような非球面形状は、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が得られる。

なお、レンズの面形状について、凸面、凹面とは近軸（光軸近傍）における形状を指すものとする。また、非球面に形成される変極点とは、接平面が光軸と垂直に交わる非球面上の点を意味するものとする。

本発明の撮像レンズにおいて、第５レンズは、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、物体側の面および像面側の面には光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることが望ましい。

第５レンズの屈折力を負に設定することで、第３レンズ、第４レンズで発生する球面収差、および色収差を良好に補正することが可能になる。６枚で構成される撮像レンズの中で、負の屈折力の第２レンズに加え、第５レンズを負にすることで、球面収差、及び色収差の良好な補正が容易になる。また、第５レンズを像面側に凸面を向けたメニスカス形状とし、物体側の面および像面側の面に光軸上以外の位置に変極点を有する非球面を形成することによって、非点収差およびコマ収差を良好に補正し、軸外における光学性能の向上を図るとともに、撮像素子へ入射する光線の角度の制御が可能になる。また、第５レンズに形成したこのような非球面形状は、最も像面側に位置する第６レンズの周辺部の非球面形状の法線角を鈍角に調整することを容易にする。従って、第６レンズの製造誤差感度の低減や第６レンズの内面反射に起因するゴースト現象の抑制効果を得ることができる。

本発明の撮像レンズにおいて、第６レンズは、像面側に凹面を向けたメニスカス形状であり、物体側の面には光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることが望ましい。

第６レンズを像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、物体側の面にも光軸上以外の位置に変極点を有する非球面形状を形成することで、上述した第５レンズの収差補正効果を損なうことなく、像面湾曲の最終的な補正とともに、撮像素子へ入射する光線の角度の最終的な制御を可能にする。また、小型化を維持するため、当該非球面はサグ量の変化を小さく抑えた形状に形成することが望ましい。

なお、第５レンズを正の屈折力に設定することも可能であるが、その場合は第５レンズと第６レンズの合成屈折力が負になるような、弱い正の屈折力に設定するとともに、第１、第３、第４レンズそれぞれの正の屈折力の配分を適切にバランスさせることで、諸収差を抑えながら光学全長の短縮を容易にする。

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）０．５５＜ｆ１／ｆ＜１．７
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離である。

条件式（１）は第１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適切な範囲に規定し、撮像レンズの小型化を図りつつ、球面収差やコマ収差を良好に補正するための条件である。条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズの正のパワーが弱くなり過ぎるため、撮像レンズの小型化が困難となる。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズの正のパワーが強くなり過ぎ、球面収差およびコマ収差を良好に補正することが困難となる。

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）−２．３＜ｆ２／ｆ＜−０．８
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。

条件式（２）は第２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適切な範囲に規定し、小型化を図りつつ、色収差を良好に補正するための条件である。条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、撮像レンズの小型化が不利になる。また、軸上および軸外の色収差が補正過剰（基準波長の色収差に対して短波長の色収差がプラス方向に増大）となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、条件式（２）の下限値を下回る場合には、第２レンズの負のパワーが弱くなり過ぎ、軸上および軸外の色収差が補正不足（基準波長の色収差に対して短波長の色収差がマイナス方向に増大）となり、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（３）および条件式（４）を満足することが望ましい。
（３）４５＜νｄ１＜８０
（４）２０＜νｄ２＜４０
ただし、νｄ１は第１レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ２は第２レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（３）は第１レンズのアッベ数を規定するものであり、条件式（４）は第２レンズのアッベ数を規定するものであり、ともに色収差を良好に補正するための条件である。条件式（３）の下限値を下回る場合、および条件式（４）の上限値を上回る場合は、第１レンズと第２レンズとの分散値の差が小さくなるため、色収差の補正が不十分になる。また、条件式（３）の上限値を上回る場合および条件式（４）の下限値を下回る場合、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪化し、周辺部における光学性能が劣化する。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（５）から（８）を満足することが望ましい。
（５）５０＜νｄ３＜７５
（６）５０＜νｄ４＜７５
（７）２０＜νｄ５＜４０
（８）５０＜νｄ６＜７５
ただし、νｄ３は第３レンズのアッベ数、νｄ４は第４レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ５は第５レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ６は第６レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（５）は、第３レンズのアッベ数を、条件式（６）は第４レンズのアッベ数を、条件式（７）は第５レンズのアッベ数を、条件式（８）は第６レンズのアッベ数を、それぞれ規定するものであり、色収差を良好に補正するための条件である。これらの条件式は、第３レンズ、第４レンズおよび第６レンズは低分散の材料で、第５レンズは高分散の材料で形成されることを意味している。低分散の材料で形成されたレンズと高分散の材料で形成されたレンズとを適切に配置することにより、軸上色収差および倍率色収差をより良好に補正することができる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）ＴＴＬ／ｆ＜１．６
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ＴＴＬはフィルタ類を取り外した際の、最も物体側に配置された光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離である。

条件式（１０）は、撮像レンズを小型化するための条件である。条件式（１０）の上限値を上回ると、撮像レンズの像側主点位置が物体側に移動し過ぎるため、光学全長が長くなりすぎ、小型化が困難となる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）０．６５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９０
ただし、Σｄは第１レンズの物体側の面から第６レンズの像面側の面までの光軸上の距離、ＴＴＬはフィルタ類を取り外した際の、最も物体側に配置された光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離である。

条件式（９）は、光学全長を短縮しながら、良好に収差を補正するための条件である。条件式（９）の上限値を上回ると、バックフォーカスが短くなりすぎ、フィルタ等を配置するスペースの確保が困難になる。また、撮像素子へ入射する光線の角度を良好な範囲に制御することが困難になる。一方、条件式（９）の下限値を下回ると、撮像レンズを構成する各レンズの厚みを確保することが困難になる。また、各レンズ間の間隔も狭くなるため、非球面形状の設計的な自由度が制限されやすい。その結果、高い光学性能の実現が困難になる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）０．８＜ｉｈ／ｆ＜１．２
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｉｈは最大像高である。

条件式（１１）は撮像レンズ全系の焦点距離と最大像高の比を規定するものであり、広角化を実現しつつ、良好な結像性能を得るための条件である。条件式（１１）の上限値を上回ると、画角が広くなりすぎて、周辺部の収差を良好に補正できる範囲を超えるため、特に画面周辺部の光学性能の劣化に繋がる。一方、条件式（１１）の下限値を下回ると、撮像レンズ全系の焦点距離が長くなりすぎ、小型化が困難になるとともに広角化にも不利になる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）１．３＜ｆ３／ｆ＜７．０
ただし、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。

条件式（１２）は撮像レンズ全系の焦点距離と第３レンズの焦点距離との比を適切な範囲に規定し、小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（１２）の上限値を上回ると、第３レンズの正の屈折力が弱くなり過ぎ、撮像レンズの広角化に不利になる。一方、条件式（１２）の下限値を下回る場合には、第３レンズの正の屈折力が強くなり過ぎ、広角化、小型化には有利になるが、球面収差の補正が困難になる。条件式の範囲を満たすことによって、撮像レンズ全系に占める正の屈折力の配分バランスと収差補正のバランスを取ることが容易になる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（１３）、（１４）を満足することが望ましい。
（１３）０．５＜ｆ１２３４／ｆ＜７．５
（１４）−１．２＜ｆ５６／ｆ＜−０．５
ただし、ｆ１２３４は第１レンズから第４レンズまでの合成焦点距離、ｆ５６は第５レンズと第６レンズの合成焦点距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。

条件式（１３）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズから第４レンズの正の合成焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、条件式（１４）は撮像レンズ全系の焦点距離に対する第５レンズと第６レンズの負の合成焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、それぞれの条件式を同時に満たすことによって、テレフォト性を高め、光学全長が長くなることを抑えている。

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、諸収差を良好に補正することが可能で、明るい、小型の撮像レンズを得ることが出来る。

実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例１の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例２の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例３の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例４の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例５の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例６の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例７の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例７の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例８の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例８の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例９の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例９の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例１０の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例１０の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。 実施例１１の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例１１の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

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３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、及び図２１はそれぞれ、本実施形態の実施例１から１１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。

図１に示すように、本実施形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りＳＴと、正の屈折力を有する第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、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、負の屈折力を有する第６レンズＬ６とで構成される。

また、第６レンズＬ６と像面ＩＭ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は省略することが可能である。

上記６枚構成の撮像レンズにおいて、第１レンズＬ１は物体側の面と像面側の面が共に凸面で形成された両凸形状のレンズである。なお、第１レンズＬ１の形状は、物体側の面が凸面となる形状であればよく、像面側の面が凹面となる形状、すなわちメニスカス形状となる形状でもよい。実施例８と実施例１１は、第１レンズＬ１の形状が物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる例である。

第２レンズＬ２は、物体側の面が凸面で像面側の面が凹面のメニスカス形状のレンズである。なお、第２レンズＬ２の形状は、像面側の面が凹面となる形状であればよく、物体側の面が凹面となる形状、すなわち両凹レンズでもよい。実施例８は、第２レンズＬ２の形状が両凹レンズとなる例である。

第３レンズＬ３は、物体側の面が凸面で像面側の面が凹面のメニスカス形状のレンズである。第３レンズＬ３は、収差補正および広角化のために弱い正の屈折力を有するレンズであればよく、上記の形状に限定されない。実施例５から実施例９、実施例１２は、第３レンズＬ３の形状が両凸レンズとなる例である。

第４レンズＬ４は、物体側の面が凹面で像面側の面が凸面の正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、第４レンズＬ４の両面には、レンズ周辺部に向かうにつれて正の屈折力が弱まるような非球面形状が形成されている。周辺部における正の屈折力を弱めることにより、主に非点収差および像面湾曲を良好に補正している。

第５レンズＬ５は、物体側の面が凸面で像面側の面が凹面のメニスカス形状のレンズである。また、物体側の面および像面側の面は光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されている。第５レンズＬ５の屈折力は、第６レンズＬ６との合成屈折力が負となる構成であればよく、例えば弱い正の屈折力を有するレンズであってもよい。実施例９は、第５レンズＬ５の屈折力が正となる例である。さらに、第５レンズＬ５の形状はメニスカス形状に限定されるものではなく、実施例１０に示すように両凹形状であっても良い。

第６レンズＬ６は、物体側の面が凸面で像面側の面が凹面のメニスカス形状のレンズである。また、物体側の面および像面側の面は光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されている。光軸Ｘ近傍においては負の屈折力を有し、レンズ周辺部に向かうにつれて正の屈折力に変化する形状になっている。なお、第６レンズＬ６の形状はメニスカス形状に限定されるものではなく、実施例９に示すように両凹形状であっても良い。

本実施の形態に係る撮像レンズにおいて、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および第６レンズＬ６は、全てプラスチック材料を採用することで製造を容易にし、低コストでの大量生産を可能にしている。また、全てのレンズの両面に、適切な非球面を形成しており、諸収差をより好適に補正している。

なお、採用するレンズの材料はプラスチック材料に限定されるものではない。ガラス材料を採用することで、更なる高性能化を目指すことも可能である。また、すべてのレンズ面を非球面で形成することが望ましいが、要求される性能によっては、製造が容易な球面を採用しても良いことは勿論である。

本実施形態の撮像レンズは以下の条件式（１）から（１４）を満足することにより、好ましい効果を奏するものである。
（１）０．５５＜ｆ１／ｆ＜１．７
（２）−２．３＜ｆ２／ｆ＜−０．８
（３）４５＜νｄ１＜８０
（４）２０＜νｄ２＜４０
（５）５０＜νｄ３＜７５
（６）５０＜νｄ４＜７５
（７）２０＜νｄ５＜４０
（８）５０＜νｄ６＜７５
（９）０．６５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９０
（１０）ＴＴＬ／ｆ＜１．６
（１１）０．８＜ｉｈ／ｆ＜１．２
（１２）１．３＜ｆ３／ｆ＜７．０
（１３）０．５＜ｆ１２３４／ｆ＜７．５
（１４）−１．２＜ｆ５６／ｆ＜−０．５
ただし、
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
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
νｄ４：第４レンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
νｄ５：第５レンズＬ５のｄ線に対するアッベ数
νｄ６：第６レンズＬ６のｄ線に対するアッベ数
ＴＴＬ：フィルタＩＲ類を取り外した際の、最も物体側に配置された光学素子の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸Ｘ上の距離
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第６レンズの像面側の面までの光軸Ｘ上の距離
ｉｈ：最大像高
ｆ１２３４：第１レンズＬ１から第４レンズＬ４までの合成焦点距離
ｆ５６：第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の合成焦点距離

本実施形態の撮像レンズは以下の条件式（１ａ）から（１４ａ）を満足することにより、より好ましい効果を奏するものである。
（１ａ）０．６＜ｆ１／ｆ＜１．５
（２ａ）−２．１＜ｆ２／ｆ＜−０．９
（３ａ）４５＜νｄ１＜７０
（４ａ）２０＜νｄ２＜３０
（５ａ）５０＜νｄ３＜６５
（６ａ）５０＜νｄ４＜６５
（７ａ）２０＜νｄ５＜３０
（８ａ）５０＜νｄ６＜６５
（９ａ）０．７０＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９０
（１０ａ）ＴＴＬ／ｆ＜１．５５
（１１ａ）０．８＜ｉｈ／ｆ＜１．１
（１２ａ）１．４＜ｆ３／ｆ＜６．４
（１３ａ）０．６＜ｆ１２３４／ｆ＜７．０
（１４ａ）−１．０＜ｆ５６／ｆ＜−０．５
ただし、各条件式の符号は前の段落での説明と同様である。

本実施形態の撮像レンズは以下の条件式（１ｂ）から（１４ｂ）を満足することにより、特に好ましい効果を奏するものである。
（１ｂ）０．７１≦ｆ１／ｆ≦１．４２
（２ｂ）−１．９≦＜ｆ２／ｆ＜≦−１．０７
（３ｂ）５０＜νｄ１＜７０
（４ｂ）２２＜νｄ２＜２８
（５ｂ）５３＜νｄ３＜６０
（６ｂ）５３＜νｄ４＜６０
（７ｂ）２２＜νｄ５＜２８
（８ｂ）５０＜νｄ６＜６０
（９ｂ）０．７６≦Σｄ／ＴＴＬ≦０．８６
（１０ｂ）ＴＴＬ／ｆ≦１．４３
（１１ｂ）０．８７≦ｉｈ／ｆ≦１．０４
（１２ｂ）１．５９≦ｆ３／ｆ≦５．８３
（１３ｂ）０．６７≦ｆ１２３４／ｆ≦６．２９
（１４ｂ）−０．９４≦ｆ５６／ｆ＜≦−０．６３
ただし、各条件式の符号は前の段落での説明と同様である。

本実施形態において、レンズ面の非球面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき数式１により表わされる。

次に、本実施形態に係る撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角を、ｉｈは最大像高をそれぞれ示す。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Ｘ上のレンズ面間の距離(面間隔)、Ｎｄはｄ線（基準波長）の屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面に関しては、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示す。

基本的なレンズデータを以下の表１に示す。

実施例１の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図２は実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。これら収差図は、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｄ線（５８８ｎｍ）、Ｃ線（６５６ｎｍ）の各波長に対する収差量を示している。また、非点収差図にはサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおける収差量をそれぞれ示している（図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、および図２２においても同じ）。図２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７１であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表２に示す。

実施例２の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図４は実施例２の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７６であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表３に示す。

実施例３の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図６は実施例３の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７６であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表４に示す。

実施例４の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図８は実施例４の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図８に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７６であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表５に示す。

実施例５の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図１０は実施例５の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１０に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）が０．７７であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表６に示す。

実施例６の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図１２は実施例６の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図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。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．２程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７８であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表７に示す。

実施例７の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図１４は実施例７の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．２程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７９であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表８に示す。

実施例８の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図１６は実施例８の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８２であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表９に示す。

実施例９の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図１８は実施例９の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１８に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．７３であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表１０に示す。

実施例１０の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図２０は実施例１０の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図２０に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約８０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．４程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８０であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

基本的なレンズデータを以下の表１１に示す。

実施例１１の撮像レンズは、表１２に示すように条件式（１）から（１４）の全てを満たしている。

図２２は実施例１１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図２２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

また、約９０°の広い画角を達成し、Ｆ値は２．６程度の明るい撮像レンズ系が実現されている。さらに、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．６９であり、６枚構成でありながら小型化が実現されている。

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、撮影画角が約８０°から９０°の広い画角を達成しながら、収差が良好に補正された高解像度を備える光学系の実現を可能にする。また、光学全長と最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）は０．８５以下を達成するほどの小型化が図られ、Ｆ値は２．２から２．６の明るい撮像レンズ系を実現する。

以下の表１２に実施例１から１１に係る条件式（１）から（１４）の値を示す。

本発明に係る６枚構成の撮像レンズによれば、小型化を維持しながら広角化を満足し、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、さらには小型化、薄型化が進む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。

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
ＩＲ フィルタ
ｉｈ 最大像高

Claims (10)

1. 固体撮像素子用の撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する両面が非球面の第３レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、像面側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第６レンズとで構成され、前記第６レンズの像面側の面には光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることを特徴とする撮像レンズ。
2. 以下の条件式（１１）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。
   （１１）０．８＜ｉｈ／ｆ＜１．２
   ただし、
   ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
   ｉｈ：最大像高
3. 以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
   （９）０．６５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９０
   ただし、
   ＴＴＬ：フィルタ類を取り外した際の、最も物体側に配置された光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離
   Σｄ：第１レンズの物体側の面から第６レンズの像面側の面までの光軸上の距離
4. 以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
   （１０）ＴＴＬ／ｆ＜１．６
   ただし、
   ＴＴＬ：フィルタ類を取り外した際の、最も物体側に配置された光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離
   ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
5. 前記第５レンズは、メニスカス形状で、負の屈折力を有し、物体側の面および像面側の面には光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されており、前記第６レンズは、メニスカス形状で、物体側の面には光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
6. 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
   （１）０．５５＜ｆ１／ｆ＜１．７
   ただし、
   ｆ１：第１レンズの焦点距離
   ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
7. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
   （２）−２．３＜ｆ２／ｆ＜−０．８
   ただし、
   ｆ２：第２レンズの焦点距離
   ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
8. 以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
   （１２）１．３＜ｆ３／ｆ＜７．０
   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
9. 以下の条件式（３）及び条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
   （３）４５＜νｄ１＜８０
   （４）２０＜νｄ２＜４０
   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
10. 以下の条件式（５）から（８）を満足することを特徴とする請求項１又は２又は８に記載の撮像レンズ。
    （５）５０＜νｄ３＜７５
    （６）５０＜νｄ４＜７５
    （７）２０＜νｄ５＜４０
    （８）５０＜νｄ６＜７５
    ただし、
    νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄ５：第５レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄ６：第６レンズのｄ線に対するアッベ数

Images