JP2015022145A - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広画角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、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状である第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５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６レンズＬ６と、から構成される実質的に６個のレンズからなり、所定の条件式を満足することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる固定焦点の撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラや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。

近年、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などの撮像素子の高画素化が進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。例えば５メガピクセル以上、よりさらに好適には８メガピクセル以上の高画素に対応した性能が要求されている。

このような要求を満たすために、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枚構成の撮像レンズも提案されている。例えば、特許文献１乃至３には、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズからなる６枚構成の撮像レンズを提案している。

特開２００４−２９４９１０号公報 特開２００５−２５８２９４号公報 特開平０４−３１７０２０号公報

一方、特に携帯端末、スマートフォンまたはタブレット端末のような装置に用いられる撮像レンズにおいて、所望の画像部分を含むようにできるだけ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用いたいという要求がある。この要求に応えるために、撮像レンズの広画角化が求められる。しかしながら、上記特許文献１乃至３に記載された撮像レンズでは要求される画角を実現できず、さらなる広画角化が必要である。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、広画角化を実現し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状である第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズと、正の屈折力を有する第５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６レンズと、から構成される実質的に６個のレンズからなり、下記条件式を満足することを特徴とする。
１．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜２０ （１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ω：半画角
Ｒ６ｒ：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。

なお、本発明の撮像レンズにおいて、「実質的に６個のレンズからなり、」とは、本発明の撮像レンズが、６個のレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つものも含むことを意味する。また、上記のレンズの面形状や屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

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

本発明の撮像レンズにおいて、第２レンズが正の屈折力を有することが好ましい。また、本発明の撮像レンズにおいて、第２レンズが両凸形状であることがさらに好ましい。

本発明の撮像レンズにおいて、第３レンズが負の屈折力を有することが好ましい。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面と第２レンズの像側の面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。

本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１−１）から（７−１）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（１−１）から（７−１）のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。
２＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１５ （１−１）
３＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１０ （１−２）
−０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜０ （２）
−０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜−０．１ （２−１）
−０．６５＜ｆ／ｆ４＜０．５５ （３）
−０．４＜ｆ／ｆ４＜０．５ （３−１）
ＴＴＬ／ｆ＜２．２ （４）
０．８＜ＴＴＬ／ｆ＜２ （４−１）
０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．２５ （５）
０．７＜ｆ／ｆ１２＜１．２ （５−１）
１．１＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６）
１．３＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６−１）
０．７＜ｆ／ｆ２＜１．８ （７）
０．９＜ｆ／ｆ２＜１．５ （７−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ω：半画角
Ｒ６ｒ：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
Ｒ４ｆ：第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５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
ＴＴＬ：バックフォーカス分を空気換算長とした場合の第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
とする。

本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。

本発明に係る撮像レンズによれば、全体として６枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化したので、広画角化を実現し、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。

また、本発明の撮像装置によれば、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。

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

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（表１、表２）のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２乃至第６の実施形態に係る数値実施例（表３〜表１２）のレンズ構成に対応する第２乃至第６の構成例の断面構成を、図２〜図６に示す。図１〜図６において、符号Ｒｉは、最も物体側のレンズ要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じであるため、以下では、図１に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図６の構成例についても説明する。また、図７は図１に示す撮像レンズ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。

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を備えている。

図１４に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置１である携帯電話端末の概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置１は、本実施の形態に係る撮像レンズＬと、この撮像レンズＬによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤなどの撮像素子１００（図１参照）とを備えて構成される。撮像素子１００は、この撮像レンズＬの結像面（図１〜６における像面Ｒ１６）に配置される。

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

第６レンズＬ６と撮像素子１００との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＣＧが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていてもよい。この場合、光学部材ＣＧとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたもの、あるいは同様の効果を有する材料を使用しても良い。

また、光学部材ＣＧを用いずに、第６レンズＬ６にコートを施す等して光学部材ＣＧと同等の効果を持たせるようにしてもよい。これにより、部品点数の削減と全長の短縮を図ることができる。

この撮像レンズＬはまた、第１レンズＬ１の物体側の面と第２レンズＬ２の像側の面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の物体側の面より像側に配置した場合には、第１レンズＬ１の負の屈折力の作用を好適に確保することができるため、広画角化の実現に有利である。また、開口絞りＳｔを第２レンズＬ２の像側の面よりも物体側に配置した場合には、射出瞳の位置を物体側に寄せることができ、特に結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面（撮像素子）への入射角が大きくなるのを抑制することができる。本実施の形態において、第１〜第６の構成例のレンズ（図１〜６）が、開口絞りＳｔが第１レンズＬ１の物体側の面と第２レンズＬ２の像側の面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。

この撮像レンズＬにおいて、第１レンズＬ１は、光軸近傍で負の屈折力を有する。このため、第１レンズＬ１を通過した光線と光軸との角度が大きくなることを抑制することができ、広画角化を実現するために有利である。また、第１レンズＬ１は、光軸近傍で負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたメニスカス形状である。このことにより、第１レンズＬ１を負の屈折力を有するものとした場合に生じやすい歪曲収差を好適に抑制できる。

第２レンズＬ２は、光軸近傍において正の屈折力を有することが好ましい。この場合には、好適に全長の短縮化を実現することができる。また、各実施形態に示されるように、第２レンズＬ２は光軸近傍で両凸形状とすることが好ましく、この場合には、球面収差を良好に補正することができる。

第３レンズＬ３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。この場合には、球面収差と、軸上の色収差と、倍率の色収差と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３レンズＬ３は、光軸近傍において両凹形状とされていることが好ましく、この場合には、球面収差を良好に補正することができる。また、第３レンズＬ３を、光軸近傍において曲率の絶対値の小さい面を物体側に向けた両凹形状とすることが更に好ましく、この場合には、非点収差を良好に補正することができる。

第４レンズＬ４は、所望の性能を実現できるものであれば、光軸近傍において正の屈折力を有するものであってもよく負の屈折力を有するものであってもよい。第４レンズＬ４が正の屈折力を有する場合には、球面収差を良好に補正することができる。また、第１乃至第３および第５乃至６の実施形態に示すように、第４レンズＬ４を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、非点収差を良好に補正することができる。また、第４の実施形態に示すように、第４レンズＬ４を物体側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けた両凹レンズとすることもができ、この場合には、高次の球面収差の発生を好適に抑制することができる。

第５レンズＬ５は、光軸近傍において正の屈折力を有する。このことにより、全長の短縮化を実現しつつ、倍率の色収差を良好に補正することができる。また、第１乃至第５の実施形態に示すように、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好ましい。この場合には、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しつつ、非点収差をバランスよく補正することができる。また、第１乃至第５の実施形態に示すように、第５レンズＬ５を光軸近傍において像側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けた両凸形状とすることが好ましく、この場合には、非点収差をより好適に補正することができる。また、第６の実施形態に示すように、第５レンズＬ５を、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してもよい。この場合にも、非点収差を好適に補正することができる。

第６レンズＬ６は、光軸近傍において負の屈折力を有する。撮像レンズの最も像側に光軸近傍において負の屈折力を有するレンズを配置することにより、全長を好適に短縮化することができる。また、第６レンズＬ６を光軸近傍において負の屈折力を有するものとすることにより、ペッツバール和を低減して像面湾曲を良好に補正することで、広画角化を実現しやすい。

また、第６レンズＬ６は光軸近傍において像側に凹面を向けている。第６レンズＬ６が光軸近傍において像側に凹面を向けていることにより、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。また、第１乃至第６の実施形態に示すように、第６レンズＬ６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好ましく、この場合には、第６レンズＬ６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に有利である。

また、例えば、第６レンズＬ６を像側に凹面を向けた球面レンズとし、第６レンズＬ６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、各実施形態に示すように、第６レンズＬ６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えることができる。なお、第６レンズＬ６の像側の面における「変曲点」とは、第６レンズＬ６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６レンズＬ６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。

上記撮像レンズＬによれば、全体として６枚というレンズ構成において、第１ないし第６レンズの各レンズ要素の構成を最適化したので、広画角で高解像性能を有するレンズ系を実現できる。

この撮像レンズＬは、高性能化のために、第１レンズＬ１乃至第６レンズＬ６のそれぞれのレンズの少なくとも一方の面に、非球面を用いることが好適である。

また、撮像レンズＬを構成する各レンズＬ１乃至Ｌ６は接合レンズでなく単レンズとすることが好ましい。各レンズＬ１乃至Ｌ６のいずれかを接合レンズとした場合よりも、非球面数が多いため、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からである。

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

まず、全系の焦点距離ｆ、半画角ω、第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒは、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
１．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜２０ （１）
条件式（１）は、第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒに対する近軸像高（ｆ・ｔａｎω）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６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒに対する近軸像高（ｆ・ｔａｎω）を設定することで、近軸像高（ｆ・ｔａｎω）に対して撮像レンズの最も像側の面である第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒの絶対値が大きくなりすぎず、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。なお、各実施形態の撮像レンズに示すように、第６レンズＬ６を像側に凹面を向け、少なくとも１つの変曲点を有する非球面形状とし、条件式（１）の下限を満たした場合には、中心画角から周辺画角まで像面湾曲を良好に補正することができるため、広画角化の実現に好適である。また、条件式（１）の上限以上とならないように、第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒに対する近軸像高（ｆ・ｔａｎω）を設定することで、近軸像高（ｆ・ｔａｎω）に対して撮像レンズの最も像側の面である第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒの絶対値が小さくなりすぎず、特に周辺画角において、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、像面湾曲が補正過剰になること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（１−１）を満たすことが好ましく、条件式（１−２）を満たすことがさらに好ましい。
２＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１５ （１−１）
３＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１０ （１−２）

また、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ４ｆに対する全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜０ （２）
条件式（２）は、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ４ｆに対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式（２）の下限以下とならないように、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ４ｆに対する全系の焦点距離ｆの比を設定することで、球面収差の発生を抑制することができる。条件式（２）の上限以上とならないように、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ４ｆに対する全系の焦点距離ｆの比を設定することで、非点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、下記条件式（２−１）を満たすことがより好ましい。
−０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜−０．１ （２−１）

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（３）を満足することが好ましい。
−０．６５＜ｆ／ｆ４＜０．５５ （３）
条件式（３）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（３）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、全系の正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、全長の短縮化に有利である。条件式（３）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の屈折力が強くなりすぎず、第４レンズＬ４による球面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（３−１）を満たすことがより好ましい。
−０．４＜ｆ／ｆ４＜０．５ （３−１）

また、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離ＴＴＬと全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
ＴＴＬ／ｆ＜２．２ （４）
条件式（４）は、全系の焦点距離ｆに対する第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離ＴＴＬ（レンズ全長）の比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。なお、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離ＴＴＬのうちのバックフォーカス分（第６レンズＬ６の像側の面頂点から像面までの光軸上の距離）は空気換算長とする。条件式（４）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の物体側の面から像面までの光軸上の距離ＴＴＬを維持することで、全長の短縮化を図りつつ、全系の焦点距離ｆを広画角化のために必要とされる大きさに確保できる。この効果をさらに高めるために、下記条件式（４−１）の上限を満たすことがより好ましく、条件式（４−２）の上限を満たすことがさらに好ましい。また、条件式（４−１）の下限以下とならないように、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離ＴＴＬを確保することが好ましい。この場合には、全長を短縮化しつつ諸収差、特に像面湾曲と歪曲収差の補正を容易にできる。この効果をさらに高めるために、条件式（４−２）の下限を満たすことがさらに好ましい。
０．８＜ＴＴＬ／ｆ＜２ （４−１）
１＜ＴＴＬ／ｆ＜１．８ （４−２）

また、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（５）を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．２５ （５）
条件式（５）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（５）の下限以下とならないように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２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できる。条件式（５）の上限以上とならないように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２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、球面収差の発生を抑制することができ好適である。この効果をより高めるために、条件式（５−１）を満たすことがより好ましい。
０．７＜ｆ／ｆ１２＜１．２ （５−１）

また、第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（６）を満足することがより好ましい。
１．１＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６）
条件式（６）は、第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５に対する全系の焦点距離ｆの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（６）の下限以下とならないように、第５レンズＬ５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５レンズＬ５の正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できる。条件式（６）の上限以上とならないように、第５レンズＬ５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５レンズＬ５の正の屈折力が強くなりすぎず、歪曲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（６−１）を満たすことがより好ましい。
１．３＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６−１）

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（７）を満足することがより好ましい。
０．７＜ｆ／ｆ２＜１．８ （７）
条件式（７）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（７）の下限以下とならないように、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の正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できる。条件式（７）の上限以上とならないように、第２レンズＬ２の屈折力を維持することにより、全系の屈折力に対して第２レンズＬ２の正の屈折力が強くなりすぎず、球面収差の発生を抑制することができ好適である。この効果をより高めるために、条件式（７−１）を満たすことがより好ましい。
０．９＜ｆ／ｆ２＜１．５ （７−１）

次に、図２〜６を参照しながら、本発明の第２乃至第６の実施形態にかかる撮像レンズについて詳細に説明する。図１乃至図６に示す第１乃至第６の実施形態に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１から第６レンズＬ６の全ての面が非球面形状とされている。また、本発明の第２乃至第６の実施形態にかかる撮像レンズは、第１の実施形態と同様に、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状である第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５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６レンズＬ６とから構成される。このため、以下の第１から第６の実施形態においては、各レンズ群を構成する各レンズの他の詳細な構成についてのみ説明する。また、第１から第６の実施形態の間で互いに共通する構成の作用効果はそれぞれ同じ作用効果を有するため、実施形態の順番が早いものについて構成及びその作用効果を説明し、その他の実施形態の共通する構成及びその作用効果の重複説明を省略する。

図２、図３に示す第２、第３の実施形態にかかる撮像レンズＬは、第１の実施形態と第１レンズＬ１ないし第６レンズＬ６のレンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば第１の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。

また、図４に示す第４の実施形態のように、第４レンズＬ４を光軸近傍において物体側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けた両凹レンズとしてもよい。この場合には、高次の球面収差の発生を好適に抑制することができる。また、第４の実施形態においては、第１の実施形態と第１レンズＬ１ないし第３レンズＬ３のレンズおよび第５レンズないし第６レンズＬ６の構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば第１の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。

また、図５に示す第５の実施形態のように、第５レンズＬ５を、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してもよい。この場合には、非点収差を好適に補正することができる。また、第５の実施形態においては、第１の実施形態と第１レンズＬ１ないし第４レンズＬ４のレンズおよび第６レンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば第１の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。

また、図６に示す第６の実施形態のように、第４レンズＬ４を、光軸近傍において負の屈折力を有し、像側に凸面を向けたメニスカス形状としてもよい。この場合には、非点収差を好適に補正することができる。また、第６の実施形態においては、第１の実施形態と第１レンズＬ１ないし第３レンズＬのレンズおよび第５レンズないし第６レンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば第１の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。

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によれば、全体として６枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化したので、広画角化を実現し、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

また、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８０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６レンズＬ６の各レンズ構成を設定した場合には、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。

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。

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

後掲の表１および表２は、図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に表１にはその基本的なレンズデータを示し、表２には非球面に関するデータを示す。表１に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係る撮像レンズについて、最も物体側のレンズ要素の面を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。

この実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１乃至第６レンズＬ６の両面がすべて非球面形状となっている。表１の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径（近軸曲率半径）の数値を示している。

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

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａｉ，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。

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。

以上の実施例１の撮像レンズと同様にして、図２〜図６に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２乃至実施例６として、表３〜表１２に示す。これらの実施例１〜６に係る撮像レンズでは、第１レンズＬ１乃至第６レンズＬ６の両面がすべて非球面形状となっている。

図８（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。

同様に、実施例２乃至実施例６の撮像レンズについての諸収差を図９（Ａ）〜（Ｄ）乃至図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示す。

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

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、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。

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

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

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

Claims (20)

1. 物体側から順に、
   負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状である第１レンズと、
   第２レンズと、
   第３レンズと、
   第４レンズと、
   正の屈折力を有する第５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６レンズと、
   から構成される実質的に６個のレンズからなり、下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   １．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜２０ （１）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ω：半画角
   Ｒ６ｒ：前記第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
   とする。
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。
   −０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜０ （２）
   ただし、
   Ｒ４ｆ：前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
   とする。
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。
   −０．６５＜ｆ／ｆ４＜０．５５ （３）
   ただし、
   ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
   とする。
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。
   ＴＴＬ／ｆ＜２．２ （４）
   ただし、
   ＴＴＬ：バックフォーカス分を空気換算長とした場合の前記第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
   とする。
5. 前記第２レンズが正の屈折力を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
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。
   ０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．２５ （５）
   ただし、
   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。
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。
   １．１＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６）
   ただし、
   ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
   とする。
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。
   ０．７＜ｆ／ｆ２＜１．８ （７）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
   とする。
9. 前記第３レンズが負の屈折力を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
10. さらに以下の条件式を満足する請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ２＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１５ （１−１）
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。
    −０．７＜ｆ／Ｒ４ｆ＜−０．１ （２−１）
    ただし、
    Ｒ４ｆ：前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
    とする。
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。
    −０．４＜ｆ／ｆ４＜０．５ （３−１）
    ただし、
    ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
    とする。
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。
    ０．８＜ＴＴＬ／ｆ＜２ （４−１）
    ただし、
    ＴＴＬ：バックフォーカス分を空気換算長とした場合の前記第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
    とする。
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。
    ０．７＜ｆ／ｆ１２＜１．２ （５−１）
    ただし、
    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。
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。
    １．３＜ｆ／ｆ５＜１．９５ （６−１）
    ただし、
    ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
    とする。
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。
    ０．９＜ｆ／ｆ２＜１．５ （７−１）
    ただし、
    ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
    とする。
17. 前記第１レンズの物体側の面と前記第２レンズの像側の面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１６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
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。
    ３＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ６ｒ＜１０ （１−２）
19. 前記第２レンズが両凸形状である請求項１から１８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
20. 請求項１に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。