JP2019045654A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低背化かつ大口径化を図ると共に、収差および結像性能における高性能化も実現する。【解決手段】物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズ１１と、負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ１２と、像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズ１３と、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズ１４と、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズ１５と、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズ１６であって、赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）、（２）を満足するものである。（１）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８（２）０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９ただし、ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離ｉｈ：最大像高ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離とする。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関する。

スマートフォンなどに代表される携帯情報端末における薄型化や、携帯情報端末に搭載されたカメラの高画素化に伴って、そのようなカメラに組み込まれる撮像レンズに関し、低背化かつ大口径化を図ることが求められている。

例えば特許文献１には、低背化とＦ２．５以下の明るさと広い画角に対応するとともに諸収差も良好に補正することを目的とした５枚のレンズからなる撮像レンズが提案されている。

また、例えば特許文献２には、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を目的とした６枚のレンズからなる撮像レンズが提案されている。

特開２０１６−０１８００１号公報 特開２０１５−００７７４８号公報

しかしながら、撮像レンズに対する大口径化は、Ｆ２．２以下や更にはＦ２．０以下というような明るさまで求められるようになり、この結果、特許文献１や特許文献２などに記載された撮像レンズでは、低背化が不足する状況となっている。
そこで、本発明は、撮像レンズにおいて低背化かつ大口径化を図ると共に、収差および結像性能における高性能化も実現することを目的とする。

上記課題を解決する撮像レンズは、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、負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって、赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）、（２）を満足するものである。
（１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
（２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
とする。

このような撮像レンズは、赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズを備えることで低背化かつ大口径化を図ることが容易である。更に、全長と像高との比が適正化されると共に像高と全系の焦点距離との比も適正化されて、収差および結像性能における高性能化も実現される。

上記撮像レンズにおいて、上記第６レンズは、レンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであってもよく、あるいは、上記前面に設けられた赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであってもよい。

第６レンズがレンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有する場合には、光軸に垂直な方向における赤外カット機能の均一性が高い。また、第６レンズが赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有する場合には、製造容易性や赤外カット層の選択自由度などに優れている。

また、上記撮像レンズにおいて、上記第６レンズは、物体側に位置する基板部と像側に位置する非球面レンズ部とが複合された複合レンズであることが望ましい。第６レンズがこのような複合レンズであると、基板部と非球面レンズ部とで、赤外カットフィルタとしての機能と、収差および結像性能における高性能化を図る補正光学系の機能とを分担することができる。

上記課題を解決する撮像装置は、撮像レンズと、その撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、上記撮像レンズが、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、負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって、赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）、（２）を満足するものである。
（１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
（２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
とする。

このような撮像装置は、赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズを備えることで撮像レンズの低背化かつ大口径化を図ることが容易である。更に、撮像レンズの全長と最大像高との比が適正化されると共に最大像高と全系の焦点距離との比も適正化されて、収差および結像性能における高性能化も実現される。

本発明の撮像レンズおよび撮像装置によれば、低背化かつ大口径化を図ると共に、収差および結像性能における高性能化も実現することができる。

第１実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 数値実施例１の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第２実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である 数値実施例２の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第３実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 数値実施例３の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第４実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 数値実施例４の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第５実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 数値実施例５の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第６実施形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 数値実施例６の無限遠合焦状態における諸収差図である。 本発明の撮像装置の一実施形態に相当するスマートフォンを示すブロック構成図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［撮像レンズの構成］

本発明の撮像レンズは、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、負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。

即ち、本発明の撮像レンズは、正、負、正／負、正、負、正／負の６枚レンズ構成において、第２レンズと第４レンズがメニスカスレンズであり、第３レンズと第５レンズが両面非球面レンズであり、第５レンズと第６レンズが変曲点を有する非球面レンズである構成となっている。

また、本発明の撮像レンズは、第６レンズが赤外カットフィルタとしても機能する。一般的な撮像装置では、撮像レンズと結像面との間に赤外カットフィルタが配備される。このため、一般的な撮像レンズでは、長めのバックフォーカスが必要となって撮像レンズの低背化が阻害される。これに対して本発明の撮像レンズでは、バックフォーカスの短い設計が可能となり、低背化が実現可能となっている。

なお、第６レンズにおける光透過特性としては、３８０ｎｍから４３０ｎｍの波長範囲内のいずれかで透過率が半値（５０％）を示し、かつ、５００ｎｍから６００ｎｍの波長範囲に亘って透過率が８０％以上であり、かつ、７３０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲に亘って透過率が１０％以下となるような特性が好ましい。

また、第６レンズは、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい面となっている。この前面の形状としては典型的には平面が採用可能である。第６レンズの前面がこのように低曲率の面であると、撮像レンズの最終面である第６レンズの後面に、第１レンズから第５レンズで残存する像面湾曲、歪曲収差を補正する役目と、センサーの最適入射光線角度（以下ＣＲＡと略称する）を補正する役目とを集約することができる。

像面湾曲、歪曲収差を補正する役目の補正面と結像面との距離が長い（例えば、仮に第６レンズの前面が補正面で後面が低曲率面である）と、補正面を通過する光線エリアが大きくなる。この場合、像面湾曲、歪曲収差の補正における第６レンズの補正面の寄与が増え、さらに、コマ収差の発生も無視できなくなるため、補正面の非球面形状に求められる形状精度公差が非常に厳しくなる。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズではバックフォーカスの短い設計が可能であるため、第６レンズが像面湾曲、歪曲収差を補正する役目を担うことで形状精度公差が緩やかになる。

また、ＣＲＡの補正のためには、第５レンズの後面から射出する光線角度が補正面で操作されるが、補正面と結像面との距離が長い（例えば、仮に第６レンズの前面が補正面で後面が低曲率面である）と、第１〜第５レンズで発生する歪曲収差量を正に大きく発生させる必要が生じる為、特に第１〜第５レンズにおける物体側の非球面量が指数関数的に増大してしまい、第１〜第５レンズの製造が困難になってしまう。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズではバックフォーカスの短い設計が可能であるため、ＣＲＡの補正も実現可能となる。

更に、第６レンズが有する赤外カットフィルタとしての機能が、金属多層膜の蒸着や色素スピンコートなどによって設けられるフィルタ層で実現される場合には、層の均一化のために、低曲率な面上にフィルタ層が設けられることが必要である。そのように低曲率な面上にフィルタ層が設けられた場合であっても、いわゆるコート抜けや塗り抜けや塗り斑などによって層に多少の不均一が生じることは避けられない。仮に第６レンズの前面が、非球面で構成された収差補正面で、後面が赤外カットフィルタ機能を有する低曲率面であると、フィルタ層と結像面との距離が短いので、画像に黒点などの不具合が生じる目安になる「欠陥面積／通過光束面積」の比が大きくなってしまい、製造規格として現実的ではない。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズでは、第６レンズの前面が低曲率面で後面が補正面であるので、フィルタ層と結像面との距離が広がり、「欠陥面積／通過光束面積」の比が小さくなる。
また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（１）、（２）を満足する。
（１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
（２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
とする。

条件式（１）は、撮像レンズにおいて一般に光学全長と称される、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、最大像高との比を規定する式である。

撮像レンズが条件式（１）を満たさない場合は、最大像高が小さくなり過ぎたり、光学全長が長くなり過ぎたりする。最大像高が小さくなり過ぎると、撮像レンズの画角が不足し、発明本来の広角レンズとしての機能が損なわれてしまう。また、光学全長が長くなり過ぎると撮像レンズは低背化を満足することが困難になる。
条件式（２）は、最大像高と撮像レンズ全系の焦点距離（以下、「全系焦点距離」と称する場合がある）との比を規定する式である。

撮像レンズが条件式（２）の下限を下回る場合には、全系焦点距離が長くなり過ぎたり、最大像高が小さくなり過ぎたりする。全系焦点距離が長くなり過ぎると、画角の不足や光学全長の長大化が生じやすく、撮像レンズは大口径化や低背化を満足することが困難になる。また、最大像高が小さくなり過ぎると、上述したように撮像レンズは大口径化を満足することが困難になる。

逆に、撮像レンズが条件式（２）の上限を上回る場合には、全系焦点距離が短くなり過ぎたり、最大像高が大きくなり過ぎたりして、撮像レンズは収差および結像性能の高性能化を満足することが困難となる。

従って、撮像レンズが条件式（１）および条件式（２）を満足することにより、撮像レンズは、低背化および大口径化と、収差および結像性能の高性能化とを満足することができる。

本発明の一実施形態における撮像レンズで、上記第６レンズは、レンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであってもよく、あるいは、上記前面に設けられた赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであってもよい。

第６レンズがレンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有する場合には、そのようなレンズ材質における、光軸に垂直な方向での赤外カット機能の均一性が、赤外カット層における均一性よりも高い。従って、赤外カット層のみによって赤外カットフィルタとしての機能を有する場合に較べ、赤外カットフィルタとしての機能の全部又は一部をレンズの材質によって担う場合には、光軸に垂直な方向での赤外カット機能の均一性が向上する。

赤外カットフィルタとしての機能を有する材質としては、例えばブルーガラスなどが考えられる。この場合、ブルーガラスの分光透過率をカメラシステムに対して適正化するために、第６レンズの前面に金属蒸着膜による赤外カット層を付加するとよい。

一方、第６レンズが赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有する場合には、製造容易性や赤外カット層の選択自由度などに優れている。赤外カット層としては、例えば、スピンコートによって塗布された色素の層や、真空蒸着によって形成された、金属薄膜層や色素薄膜コートなどが考えられる。

また、本発明の一実施形態における撮像レンズで、上記第６レンズは、物体側に位置する基板部と像側に位置する非球面レンズ部とが複合された複合レンズであることが望ましい。第６レンズがこのような複合レンズであると、基板部と非球面レンズ部とで、赤外カットフィルタとしての機能と、収差および結像性能における高性能化を図る補正光学系の機能とを分担することができる。
更にまた、本発明の一実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（３）、（４）を満足することが望ましい。
（３）０．９＜ｆ／ｆ１２３４５＜１．１
（４）−０．５≦ｆ／ｆ６≦０．３
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１２３４５：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズの合成焦点距離
ｆ６：第６レンズの焦点距離
とする。

条件式（３）は、撮像レンズ全系の焦点距離と、第１レンズから第５レンズまでの合成光学系の焦点距離との比を規定する式である。条件式（３）の値が１近傍である場合、第６レンズが第１レンズから第５レンズで構成される合成の光学系で発生する球面収差、コマ収差に影響を及ぼさず、本来の目的である、像高が高い箇所での第６レンズの非球面による像面湾曲、歪曲収差、ＣＲＡを効果的に補正できることを意味している。

条件式（３）の値が下限を下回る場合には、第６レンズの屈折力が正に強くなりすぎる為、像面湾曲の補正に際して、歪曲収差補正、ＣＲＡの補正と相殺してしまい、望ましい補正が困難となる。

条件式（３）の値が上限を上回る場合には、第６レンズの屈折力が負に強くなりすぎる為、球面収差が補正不足になり、撮像レンズ全体の性能を悪化させてしまう。

条件式（４）は、撮像レンズ全系の焦点距離と第６レンズの焦点距離との比を規定する式であり、第６レンズを基準として、前方の第１レンズから第５レンズで構成される合成光学系の性能を確保するための条件式である。条件式（４）の値が０の場合は、５枚で構成される前方のレンズ群の設計が、５枚のみで構成される光学系と同等であり、第６レンズでは、前方レンズ群で残存する像面湾曲、歪曲収差を効果的に補正することができる。
条件式（４）の値が下限を下回る場合には、前方の５枚で構成される光学系の屈折力が大きくなり過ぎるため、製造上の敏感度が悪化してしまう。
条件式（４）の値が上限を上回る場合には、前方の５枚で構成される光学系の屈折力が小さくなり過ぎるため、レンズの全長が大型化してしまう。
［撮像レンズの数値実施例］
以下、本発明の撮像レンズの具体的な実施形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面および表を参照して説明する。
尚、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。

「Ｓｎ」は撮影レンズを構成した各レンズ面や開口面に物体側から像側へと順に割り当てた面番号、「Ｒ」は各面の曲率半径、「Ｄ」は各面とその次の面との間の光軸上面間隔（レンズの中心の厚み又は空気間隔）、「ｎｄ」は各面から始まるレンズ等のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｄ」は各面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数を示す。「曲率半径Ｒ」に関し「∞」は当該面が平面であることを示している。「光学素子」に関し、「Ｌ１」、「Ｌ２」、・・・、「Ｌ６」は、それぞれ第１レンズ、第２レンズ、・・・、第６レンズを示している。

「ｋ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ３」、「Ａ４」、「Ａ５」、・・・、「Ａ１２」はそれぞれ３次、４次、５次、・・・、１２次の非球面係数を示す。

尚、以下の円錐定数および非球面係数を示す各表において、数値の表現は１０を底とする指数表現が用いられている。例えば、「０．１２Ｅ−０５」は「０．１２×（１０のマイナス５乗）」を表し、「９．８７Ｅ＋０３」は「９．８７×（１０の３乗）」を表している。

各実施の形態において用いられた撮像レンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。レンズ面の中心点（レンズ頂点）を原点として光軸に平行な方向における距離を「ｚ」、光軸に垂直な方向における距離を「ｒ」とする。また、レンズ頂点における近軸曲率を「ｃ」、円錐定数を「ｋ」とし、３次、４次、５次、・・・、１２次の非球面係数をそれぞれ「Ａ３」、「Ａ４」、「Ａ５」、・・・、「Ａ１２」とすると、非球面形状は以下の数式１によって定義される。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における撮像レンズ１のレンズ構成を示す図である。

第１実施形態の撮像レンズ１は、正の屈折力を有する第１レンズ１１と、負の屈折力を有する第２レンズ１２と、負の屈折力を有する第３レンズ１３と、正の屈折力を有する第４レンズ１４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ１５と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ１６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。以下の各実施形態の説明では、各レンズにおける物体側（図の左側）の面を「前面」と称し、各レンズにおける像側（図の右側）の面を「後面」と称する場合がある。
第１レンズ１１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ１の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第１実施例における第６レンズ１６はプラスチックレンズであり、第６レンズ１６の前面は平面になっている。そして、第６レンズ１６の前面にはスピンコートによって色素の赤外カット層１６１が形成されている。
第１実施形態の撮像レンズ１に具体的な数値を適用した数値実施例１のレンズデータを表１に示す。

撮像レンズ１において、第１レンズ１１から第６レンズ１６に至る１２のレンズ面（第２面から第１３面）のうち、第６レンズ１６の前面（第１２面）である平面を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例１における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表２および表３に示す。

数値実施例１における撮像レンズ１の全系焦点距離ｆ、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ１１から第５レンズ１５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ１６の焦点距離ｆ６を表４に示す。

表４から、数値実施例１ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．７０４であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表４から、数値実施例１ではｉｈ／ｆ＝０．８１９であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表４から、数値実施例１ではｆ／ｆ１２３４５＝１．０２６であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表４から、数値実施例１ではｆ／ｆ６＝０．２０５であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図２は、数値実施例１の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図２には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態における撮像レンズ２のレンズ構成を示す図である。

第２実施形態の撮像レンズ２は、正の屈折力を有する第１レンズ２１と、負の屈折力を有する第２レンズ２２と、負の屈折力を有する第３レンズ２３と、正の屈折力を有する第４レンズ２４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ２５と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ２６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。
第１レンズ２１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ２の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第２実施例における第６レンズ２６は紫外線硬化樹脂製のレンズであり、第６レンズ２６の前面は平面になっている。そして、第６レンズ２６の前面にはスピンコートによって色素の赤外カット層２６１が形成されている。
第２実施形態の撮像レンズ２に具体的な数値を適用した数値実施例２のレンズデータを表５に示す。

撮像レンズ２において、第１レンズ２１から第６レンズ２６に至る１２のレンズ面（第２面から第１３面）のうち、第６レンズ２６の前面（第１２面）を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例２における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表６および表７に示す。

数値実施例２における撮像レンズ２の全系焦点距離、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ２１から第５レンズ２５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ２６の焦点距離ｆ６を表８に示す。

表８から、数値実施例２ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．７０４であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表８から、数値実施例２ではｉｈ／ｆ＝０．８２３であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表８から、数値実施例２ではｆ／ｆ１２３４５＝１．０２１であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表８から、数値実施例２ではｆ／ｆ６＝−０．１６３であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図４は、数値実施例２の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図４には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態における撮像レンズ３のレンズ構成を示す図である。

第３実施形態の撮像レンズ３は、正の屈折力を有する第１レンズ３１と、負の屈折力を有する第２レンズ３２と、正の屈折力を有する第３レンズ３３と、正の屈折力を有する第４レンズ３４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ３５と、レンズの中心で正の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ３６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。
第１レンズ３１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ３の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第３実施例における第６レンズ３６は紫外線硬化樹脂製のレンズであり、第６レンズ３６の前面は平面になっている。そして、第６レンズ３６の前面にはスピンコートによって色素の赤外カット層３６１が形成されている。
第３実施形態の撮像レンズ３に具体的な数値を適用した数値実施例３のレンズデータを表９に示す。

撮像レンズ３において、第１レンズ３１から第６レンズ３６に至る１２のレンズ面（第２面から第１３面）のうち、第６レンズ３６の前面（第１２面）を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例３における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表１０および表１１に示す。

数値実施例３における撮像レンズ３の全系焦点距離、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ３１から第５レンズ３５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ３６の焦点距離ｆ６を表１２に示す。

表１２から、数値実施例３ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．６７１であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表１２から、数値実施例３ではｉｈ／ｆ＝０．８３９であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表１２から、数値実施例３では ｆ／ｆ１２３４５＝０．９７４であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表１２から、数値実施例３ではｆ／ｆ６＝０．１６５であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図６は、数値実施例３の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図６には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態における撮像レンズ４のレンズ構成を示す図である。

第４実施形態の撮像レンズ４は、正の屈折力を有する第１レンズ４１と、負の屈折力を有する第２レンズ４２と、負の屈折力を有する第３レンズ４３と、正の屈折力を有する第４レンズ４４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ４５と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ４６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。
第１レンズ４１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ４の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第４実施例における第６レンズ４６は、ブルーガラスからなるガラス基板４６１と紫外線硬化樹脂製のレンズ部４６２とが複合された複合レンズとなっている。そして、ガラス基板４６１の前面には真空蒸着によって赤外カット膜４６３が形成されている。
第４実施形態の撮像レンズ４に具体的な数値を適用した数値実施例４のレンズデータを表１３に示す。

撮像レンズ４において、第１レンズ４１から第６レンズ４６のレンズ部４６２に至る１３のレンズ面（第２面から第１４面）のうち、ガラス基板４６１の両面（第１２面および第１３面）を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例４における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表１４および表１５に示す。

数値実施例４における撮像レンズ４の全系焦点距離、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ４１から第５レンズ４５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ４６の焦点距離ｆ６を表１６に示す。

表１６から、数値実施例４ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．７０３であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表１６から、数値実施例４ではｉｈ／ｆ＝０．８２３であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表１６から、数値実施例４ではｆ／ｆ１２３４５＝１．０２１であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表１６から、数値実施例４ではｆ／ｆ６＝−０．１６２であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図８は、数値実施例４の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図８には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第５実施形態＞
図９は、第５実施形態における撮像レンズ５のレンズ構成を示す図である。

第５実施形態の撮像レンズ５は、正の屈折力を有する第１レンズ５１と、負の屈折力を有する第２レンズ５２と、正の屈折力を有する第３レンズ５３と、正の屈折力を有する第４レンズ５４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ５５と、レンズの中心で正の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ５６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。
第１レンズ５１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ５の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第５実施例における第６レンズ５６は、ブルーガラスからなるガラス基板５６１と紫外線硬化樹脂製のレンズ部５６２とが複合された複合レンズとなっている。そして、ガラス基板５６１の前面には真空蒸着によって赤外カット膜５６３が形成されている。
第５実施形態の撮像レンズ５に具体的な数値を適用した数値実施例５のレンズデータを表１７に示す。

撮像レンズ５において、第１レンズ５１から第６レンズ５６のレンズ部５６２に至る１３のレンズ面（第２面から第１４面）のうち、ガラス基板５６１の両面（第１２面および第１３面）を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例５における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表１８および表１９に示す。

数値実施例５における撮像レンズ５の全系焦点距離、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ５１から第５レンズ５５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ５６の焦点距離ｆ６を表２０に示す。

表２０から、数値実施例５ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．６７１であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表２０から、数値実施例５ではｉｈ／ｆ＝０．８４２であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表２０から、数値実施例５ではｆ／ｆ１２３４５＝０．９７３であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表２０から、数値実施例５ではｆ／ｆ６＝０．１７５であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図１０は、数値実施例５の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図１０には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例５は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第６実施形態＞
図１１は、第６実施形態における撮像レンズ６のレンズ構成を示す図である。

第６実施形態の撮像レンズ６は、正の屈折力を有する第１レンズ６１と、負の屈折力を有する第２レンズ６２と、負の屈折力を有する第３レンズ６３と、正の屈折力を有する第４レンズ６４と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第５レンズ６５と、レンズの中心で負の屈折力を有し光軸を離れた箇所で変曲点を有する第６レンズ６６とが物体側から像側へと順に配置された構成を有する。
第１レンズ６１の物体側には、開口が固定の絞り７が設けられており、撮像レンズ６の結像面には撮像素子（イメージセンサ）８の撮像面が配置される。

第６実施例における第６レンズ６６は、白ガラスからなるガラス基板６６１と紫外線硬化樹脂製のレンズ部６６２とが複合された複合レンズとなっている。そして、ガラス基板６６１の前面には真空蒸着によって赤外カット膜６６３が形成されている。
第６実施形態の撮像レンズ６に具体的な数値を適用した数値実施例６のレンズデータを表２１に示す。

撮像レンズ６において、第１レンズ６１から第６レンズ６６のレンズ部６６２に至る１３のレンズ面（第２面から第１４面）のうち、ガラス基板６６１の両面（第１２面および第１３面）を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例６における非球面の非球面係数を円錐定数ｋと共に表２２および表２３に示す。

数値実施例６における撮像レンズ６の全系焦点距離、Ｆナンバー、全画角、最大像高、光学全長（ＴＴＬ）、第１レンズ６１から第５レンズ６５に至る合成光学系の焦点距離ｆ１２３４５、および第６レンズ６６の焦点距離ｆ６を表２４に示す。

表２４から、数値実施例６ではＴＴＬ／２ｉｈ＝０．７０４であるので、上述した条件式（１）が満たされている。また、表２４から、数値実施例６ではｉｈ／ｆ＝０．８３５であるので、上述した条件式（２）が満たされている。また、表２４から、数値実施例６ではｆ／ｆ１２３４５＝１．０２０であるので、上述した条件式（３）が満たされている。また、表２４から、数値実施例６ではｆ／ｆ６＝−０．１８２であるので、上述した条件式（４）が満たされている。
図１２は、数値実施例６の無限遠合焦状態における諸収差図である。
図１２には、球面収差図と、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。

球面収差図および非点収差図においては、点線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、実線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における値がそれぞれ示されている。また、非点収差図においては、太線でサジタル像面における値が示され、細線でタンジェンシャル像面における値が示されている。
なお、歪曲収差図においてはｄ線とｇ線とｃ線のグラフがほぼ一致しているので、代表してｄ線のグラフが示されている。
各収差図から、数値実施例６は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［撮像装置の構成］

本発明の撮像装置は、撮像レンズと、その撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、撮像レンズが、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、負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって赤外カットフィルタとしても機能する第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。

即ち、本発明の撮像装置は、撮像レンズが、正、負、正／負、正、負、正／負の６枚レンズ構成において、第２レンズと第４レンズがメニスカスレンズであり、第３レンズと第５レンズが両面非球面レンズであり、第５レンズと第６レンズが変曲点を有する非球面レンズである構成となっている。

また、本発明の撮像装置は、撮像レンズの第６レンズが赤外カットフィルタとしても機能する。一般的な撮像装置では、撮像レンズと結像面との間に赤外カットフィルタが配備される。このため、一般的な撮像レンズでは、長めのバックフォーカスが必要となって撮像レンズの低背化が阻害される。これに対して本発明の撮像レンズでは、バックフォーカスの短い設計が可能となり、低背化が実現可能となっている。

なお、第６レンズにおける光透過特性としては、３８０ｎｍから４３０ｎｍの波長範囲内のいずれかで透過率が半値（５０％）を示し、かつ、５００ｎｍから６００ｎｍの波長範囲に亘って透過率が８０％以上であり、かつ、７３０ｎｍから８００ｎｍの波長範囲に亘って透過率が１０％以下となるような特性が好ましい。

また、第６レンズは、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい面となっている。この前面の形状としては典型的には平面が採用可能である。第６レンズの前面がこのように低曲率の面であると、撮像レンズの最終面である第６レンズの後面に、第１レンズから第５レンズで残存する像面湾曲、歪曲収差を補正する役目と、センサーの最適入射光線角度（以下ＣＲＡと略称する）を補正する役目とを集約することができる。

像面湾曲、歪曲収差を補正する役目の補正面と結像面との距離が長い（例えば、仮に第６レンズの前面が補正面で後面が低曲率面である）と、補正面を通過する光線エリアが大きくなる。この場合、像面湾曲、歪曲収差の補正における第６レンズの補正面の寄与が増え、さらに、コマ収差の発生も無視できなくなるため、補正面の非球面形状に求められる形状精度公差が非常に厳しくなる。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズではバックフォーカスの短い設計が可能であるため、第６レンズが像面湾曲、歪曲収差を補正する役目を担うことで形状精度公差が緩やかになる。

また、ＣＲＡの補正のためには、第５レンズの後面から射出する光線角度が補正面で操作されるが、補正面と結像面との距離が長い（例えば、仮に第６レンズの前面が補正面で後面が低曲率面である）と、第１〜第５レンズで発生する歪曲収差量を正に大きく発生させる必要が生じる為、特に第１〜第５レンズにおける物体側の非球面量が指数関数的に増大してしまい、第１〜第５レンズの製造が困難になってしまう。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズではバックフォーカスの短い設計が可能であるため、ＣＲＡの補正も実現可能となる。

更に、第６レンズが有する赤外カットフィルタとしての機能が、金属多層膜の蒸着や色素スピンコートなどによって設けられるフィルタ層で実現される場合には、層の均一化のために、低曲率な面上にフィルタ層が設けられることが必要である。そのように低曲率な面上にフィルタ層が設けられた場合であっても、いわゆるコート抜けや塗り抜けや塗り斑などによって層に多少の不均一が生じることは避けられない。仮に第６レンズの前面が、非球面で構成された収差補正面で、後面が赤外カットフィルタ機能を有する低曲率面であると、フィルタ層と結像面との距離が短いので、画像に黒点などの不具合が生じる目安になる「欠陥面積／通過光束面積」の比が大きくなってしまい、製造規格として現実的ではない。しかし、上述したように、本発明の撮像レンズでは、第６レンズの前面が低曲率面で後面が補正面であるので、フィルタ層と結像面との距離が広がり、「欠陥面積／通過光束面積」の比が小さくなる。
また、本発明の撮像装置は、撮像レンズが以下の条件式（１）、（２）を満足する。
（１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
（２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
とする。

条件式（１）は、撮像レンズにおいて一般に光学全長と称される、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、最大像高との比を規定する式である。

撮像レンズが条件式（１）を満たさない場合は、最大像高が小さくなり過ぎたり、光学全長が長くなり過ぎたりする。最大像高が小さくなり過ぎると、撮像レンズの画角が不足し、発明本来の広角レンズとしての機能が損なわれてしまう。また、光学全長が長くなり過ぎると撮像レンズは低背化を満足することが困難になる。
条件式（２）は、最大像高と撮像レンズ全系の焦点距離（以下、「全系焦点距離」と称する場合がある）との比を規定する式である。

撮像レンズが条件式（２）の下限を下回る場合には、全系焦点距離が長くなり過ぎたり、最大像高が小さくなり過ぎたりする。全系焦点距離が長くなり過ぎると、画角の不足や光学全長の長大化が生じやすく、撮像レンズは大口径化や低背化を満足することが困難になる。また、最大像高が小さくなり過ぎると、上述したように撮像レンズは大口径化を満足することが困難になる。

逆に、撮像レンズが条件式（２）の上限を上回る場合には、全系焦点距離が短くなり過ぎたり、最大像高が大きくなり過ぎたりして、撮像レンズは収差および結像性能の高性能化を満足することが困難となる。

従って、撮像装置は、撮像レンズが条件式（１）および条件式（２）を満足することにより、低背化および大口径化と、収差および結像性能の高性能化とを満足することができる。
図１３は、本発明の撮像装置の一実施形態に相当するスマートフォンを示すブロック構成図である。

スマートフォン１００は、表示部および入力部として機能する、タッチパネル付きディスプレイ１０１と、タッチパネル付きディスプレイ１０１を介した情報の入出力や各種の情報処理や制御処理などを実行するＣＰＵ（中央演算処理部）１０２と、ＣＰＵ１０２による制御に従って電話通信やＷｉ−Ｆｉ通信などを行う通信部１０３と、各種の情報を記憶する記憶部１０４と、上述した各実施形態の撮像レンズ１，……，６が適用される撮像レンズ１０５と、撮像レンズ１０５によって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子（イメージセンサ）１０６と、スマートフォン１００の各部に電力を供給する電源部１０７とを備えている。

撮像素子１０６によって光学像が変換されて得られた電気信号は画像データとしてＣＰＵ１０２に取り込まれて各種の信号処理や画像処理が施される。また、タッチパネル付きディスプレイ１０１を介したユーザの指示に従って、画像データは、タッチパネル付きディスプレイ１０１に画像が表示されたり、記憶部１０４に記憶されたり、通信部１０３を介して送信されたりする。

なお、上記説明では本発明の撮像装置の一実施形態としてスマートフォンが例示されているが、本発明の撮像装置は、スマートフォン以外の携帯電話であってもよく、タブレットやノートパソコンなどといったモバイル端末であってもよく、デジタルカメラでもよい。

１，２，３，４，５，６，１０５…撮像レンズ、
１１，２１，３１，４１，５１，６１…第１レンズ、
１２，２２，３２，４２，５２，６２…第２レンズ、
１３，２３，３３，４３，５３，６３…第３レンズ、
１４，２４，３４，４４，５４，６４…第４レンズ、
１５，２５，３５，４５，５５，６５…第５レンズ、
１６，２６，３６，４６，５６，６６…第６レンズ、
１６１，２６１，３６１…赤外カット層、
４６３，５６３，６６３…赤外カット膜、
４６１，５６１，６６１…ガラス基板、
４６２，５６２，６６２…レンズ部

Claims (5)

1. 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、
   負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、
   像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、
   像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、
   光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、
   像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって、赤外カットフィルタとしても機能する該第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成され、
   以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   （１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
   （２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
   ただし、
   ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
   ｉｈ：最大像高
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
   とする。
2. 前記第６レンズが、レンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
3. 前記第６レンズが、前記前面に設けられた赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
4. 前記第６レンズが、物体側に位置する基板部と像側に位置する非球面レンズ部とが複合された複合レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
5. 撮像レンズと、該撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
   前記撮像レンズが、
   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、
   負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、
   像側に凹面を向けた両面が非球面の第３レンズと、
   像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第４レンズと、
   光軸上では像側に凹面を向け、像側の面は光軸上以外の位置に変曲点を有し、両面が非球面の負の屈折力を有する第５レンズと、
   像側を向いた後面が光軸上以外の位置に変曲点を有する非球面で、物体側を向いた前面が他のレンズ面のどれよりも曲率が小さい第６レンズであって、赤外カットフィルタとしても機能する該第６レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成され、
   以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
   （１） ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
   （２） ０．７５＜ｉｈ／ｆ＜０．９
   ただし、
   ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
   ｉｈ：最大像高
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
   とする。

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