JP5698872B2 - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents

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。

このような要求を満たすために、撮像レンズをレンズ枚数が比較的多い５枚または６枚構成とすることが考えられる。例えば、特許文献１および２には、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、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。また、特許文献３には、全長の短縮化を実現するために第１レンズの正の屈折力を相対的に大きくするとともに、諸収差を補正して高性能化を図るために第３、第４レンズを接合面を非球面形状とした接合レンズとして構成した５枚構成の撮像レンズを提案している。

韓国公開特許第１０−２０１０−００４０３５７号公報 中国実用新案第２０２０６７０１５号明細書 特開２０１１−１９７２５４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薄型化が進む装置に用いられる撮像レンズには、レンズ全長の短縮化の要求が益々高まっている。このため、上記全ての要求を満たすために、十分な高解像度を得られる撮像素子のサイズに対応可能な大きなイメージサイズを実現しつつ、レンズ全長をより短縮化することが好ましい。このために、上記特許文献１乃至３に記載の撮像レンズは全長をさらに短縮化することが求められる。また、特許文献３の撮像レンズは、さらなる高解像化が求められる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、全長の短縮化を図りつつ、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、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた第１レンズと、負の屈折力を有し、第１レンズと接合された像側に凹面を向けた第２レンズと、第３レンズと、第４レンズと、第５レンズと、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（１）および（２−１）を満足することを特徴とする。
０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．３ （１）
１．５＜ｆ／Ｒ６ｒ＜５ （２−１）
ただし、
ｆ：全系における焦点距離
ｆ１２：第１レンズおよび第２レンズの合成焦点距離
Ｒ６ｒ：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。

なお、上記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、開口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。

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１レンズと第２レンズの接合面が非球面形状であることが好ましい。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第６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４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３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、開口絞りが第１レンズの物体側の面よりも物体側に配置されていることが好ましい。

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１−１）から（５−１）のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式（１−１）から（５−１）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。
０．５＜ｆ／ｆ１２＜１．１ （１−１）
０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜１．０ （３）
０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜０．３ （３−１）
−５＜ｆ／ｆ６＜−０．７ （４）
−２＜ｆ／ｆ６＜−０．９ （４−１）
０．１５＜Ｔ１２／ｆ＜０．３５ （５）
０．２＜Ｔ１２／ｆ＜０．３ （５−１）
ただし、
ｆ：全系における焦点距離
ｆ１２：第１レンズおよび第２レンズの合成焦点距離
Ｔ２：第２レンズの中心厚
Ｔ１：第１レンズの中心厚
ｆ６：第６レンズの焦点距離
Ｔ１２：第１レンズと第２レンズからなる接合レンズの光軸上の総厚
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ている。

本発明の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、特に第１レンズと第２レンズの形状を好適に構成したので、全長を短縮化しながらも、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、上記本発明の高い結像性能を有する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、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５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６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７の構成例を示すものであり、実施例７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８の構成例を示すものであり、実施例８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９の構成例を示すものであり、実施例９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１０の構成例を示すものであり、実施例１０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１１の構成例を示すものであり、実施例１１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１２の構成例を示すものであり、実施例１２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１３の構成例を示すものであり、実施例１３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光路図である。 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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例７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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例８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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例９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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例１０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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例１１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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例１２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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）は倍率色収差を示す。 本発明の実施例１３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）は正弦条件違反量、（Ｃ）は非点収差（像面湾曲）、（Ｄ）は歪曲収差、（Ｅ）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、本発明の一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１３の数値実施例（表３〜表２６）のレンズ構成に対応する第２乃至第１３の構成例の断面構成を、図２〜図１３に示す。図１〜図１３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１３の構成例についても説明する。また、図１４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とを備えている。

図２８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（撮像面）に配置される。

図２９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良い。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良い。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３レンズＬ３の物体側の面より物体側に配置された開口絞りＳｔを備えている。このように、開口絞りを第３レンズＬ３の物体側の面よりも物体側に配置したことにより、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る。この効果をより高めるために、開口絞りＳｔが光軸方向において第１レンズの物体側の面よりも物体側に配置されることがさらに好ましい。なお、「第３レンズの物体側の面より物体側に配置」とは、光軸方向における開口絞りの位置が、軸上マージナル光線と第３レンズＬ３の物体側の面の交点と同じ位置かそれより物体側にあることを意味する。また、「第１レンズの物体側の面より物体側に配置」とは、光軸方向における開口絞りの位置が、軸上マージナル光線と第１レンズＬ１の物体側の面の交点と同じ位置かそれより物体側にあることを意味する。

さらに、開口絞りＳｔを光軸方向において第１レンズの物体側の面よりも物体側に配置した場合において、後述の第１乃至第５および第７乃至第１３の実施形態のレンズ（図１乃至５および図７乃至１３参照）のように、開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の面頂点よりも像側に配置することが好ましい。このように、開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の面頂点よりも像側に配置した場合には、開口絞りＳｔを含めた撮像レンズの全長を短縮化することができる。ただし、これに限定されず、開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の面頂点よりも物体側に配置してもよい。開口絞りＳｔが第１レンズＬ１の面頂点よりも物体側に配置されている場合には、開口絞りＳｔが第１レンズＬ１の面頂点よりも像側に配置されている場合より周辺光量の確保の観点からはやや不利であるが、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さらに好適に抑制することができる。

また、第６の実施形態（図６参照）に示すように、開口絞りＳｔを第２レンズＬ２の像側の面上に配置してもよい。この場合には、第１レンズＬ１より物体側に開口絞りＳｔの支持機構を配置する必要がないため、開口絞りＳｔを支持する機構を含めた撮像レンズの光軸方向の長さを短縮化する効果が期待できる。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの像側の面上に開口絞りＳｔを配置しているため、１つの支持機構で接合レンズと開口絞りＳｔを一体的に支持することができ、接合レンズを支持する機構と開口絞りＳｔを支持する機構を別々に設けた場合よりも全長の短縮化を実現しやすい。

この撮像レンズＬにおいて、第１レンズＬ１は光軸近傍において正の屈折力を有している。また、第１レンズＬ１は、光軸近傍において物体側に凸面を向けている。第１レンズＬ１が光軸近傍で物体側に凸面を向けていることにより、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、好適に全長を短縮化できる。また、この効果をさらに高めるために、第１の実施形態に示すように、第１レンズＬ１を光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることがより好ましい。

第２レンズＬ２は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第２レンズＬ２が光軸近傍において負の屈折力を有することにより、球面収差、像面湾曲および軸上色収差を良好に補正することができる。

また、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と接合されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を接合レンズとすることにより、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に空気間隔を必要としないため、第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの距離を短くすることができ、全長の短縮化を図りやすい。また、一般に、撮像レンズＬを製造するために、レンズの中心厚もしくはコバ厚（レンズの縁肉の厚み）を製造上必要な強度を確保できる所定の厚み以上の厚さにする必要がある。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を接合レンズとし、この接合レンズが全体として製造上必要な強度を確保できる所定の厚み以上になるように構成することにより、レンズの強度を確保しつつ、少なくとも一方のレンズ中心厚もしくはコバ厚を単独のレンズよりも薄くすることができるため、全長の短縮化を図りやすい。

また、光軸近傍で正の屈折力を有し、光軸近傍で物体側に凸面を向けた第１レンズＬ１と、光軸近傍で負の屈折力を有し、光軸近傍で像側に凹面を向けた第２レンズＬ２を接合することにより、後側主点位置を好適に物体側に寄せることができ、全長の短縮化に有利である。

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の接合面を非球面形状とすることが好ましい。正の屈折力を有する第１レンズＬ１の像側に隣接して、非球面形状の第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の接合面を配置することにより、第１レンズＬ１の物体側の面を光線が通過する際に発生した球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差を好適に補正することができる。これに対し、特許文献３のように、第１レンズの正の屈折力を相対的に大きくするとともに、第３レンズと第４レンズを接合面を非球面形状とした接合レンズとした場合には、第１レンズと接合レンズとの距離が離れているので、第１レンズを光線が通過した際に発生した諸収差を接合レンズにより補正する効果が弱くなってしまう。

また、上記接合レンズは、個別に成型（または研磨）した２枚のレンズを貼り合わせる方法により製造されたものでもよく、成型（または研磨）した一方のレンズの一方の面上に、他方のレンズを成型等の手法で形成する方法により製造されたものでもよい。後者の場合、２枚のレンズが互いに所望の位置から偏心して接合されてしまうという問題が原理的に発生せず、２つのレンズの接合面が非球面形状の場合にも一方のレンズの接合される側の面の形状に一致するように他方のレンズの接合される側の面の形状を形成することが容易であるため、接合レンズを高精度かつ容易に製造することができる。

第３レンズＬ３は、光軸近傍において正の屈折力を有していることが好ましい。これにより、良好にコマ収差を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物体側に凸面を向けていることが好ましい。第３レンズＬ３が光軸近傍において物体側に凸面を向けている場合には、第３レンズＬ３が光軸近傍で物体側に凹面を向けている場合よりも、第３レンズＬ３の後側主点位置を物体側に寄せることができ、好適に全長の短縮化を実現することができる。また、この効果をさらに高めるために、第１の実施形態に示すように、第３レンズＬ３を光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることがより好ましい。

また、第１の実施形態のように、物体側から順に、光軸近傍において正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光軸近傍において負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、光軸近傍において正の屈折力を有する第３レンズＬ３を配置した場合には、コマ収差をさらに良好に補正することができる。

第４レンズＬ４は、光軸近傍において正の屈折力を有していることが好ましい。特に携帯電話等に用いられるレンズ全長の短い撮像レンズにおいては、画角が大きくなるにつれて撮像素子への入射角度が大きくなる傾向が顕著であるため、中心画角から周辺画角にわたって撮像素子に対する入射角度を大きくなりすぎないように抑制して、撮像素子に対する入射角度の増大に起因する受光効率の低下や混色などの諸問題の発生を防ぐことが好適である。第４レンズＬ４が光軸近傍で正の屈折力を有するものである場合には、中間画角で撮像素子への入射角度が大きくなりすぎることを好適に抑制でき、中心画角から周辺画角にわたって撮像素子への入射角度が大きくなることを好適に抑制できる。また、第１の実施形態に示すように、第４レンズＬ４を光軸近傍で像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。これにより、良好に非点収差を補正することができる。

第５レンズＬ５は、第１レンズＬ１乃至第４レンズＬ４を光線が通過する間に発生した諸収差をバランスよく補正できるものであれば、光軸近傍において負の屈折力を有するものとしてもよく、正の屈折力を有するものとしてもよい。例えば、第１の実施形態に示すように、第５レンズＬ５を光軸近傍で負の屈折力を有し、光軸近傍で物体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、像面湾曲を良好に補正することができる。また、第５レンズＬ５は両面を非球面形状とすることが好ましく、この場合には、中間画角と周辺画角の非点収差、倍率色収差等をバランス良く補正することが容易である。

また、第６レンズＬ６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。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、全長の短縮化を図りつつ、像面湾曲を良好に補正できる。また、第６レンズＬ６が光軸近傍で像側に凹面を向けていることが好ましい。第６レンズＬ６が光軸近傍で像側に凹面を向けている場合には、好適に全長を短縮化できる。この効果を更に高めるために、第６レンズＬ６が像側の面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さらに好ましい。また、第６レンズＬ６の像側の面が光軸近傍で像側に凹面を向けている場合に、第６レンズＬ６の像側の面が変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。第６レンズＬ６の像側の面を像側に凹面を向けている場合に、第６レンズＬ６の像側の面を変曲点を有する非球面形状とすることより、好適に像面湾曲を補正することができ、かつ、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。この効果を更に高めるために、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し、かつ、両側の面を変曲点を有する非球面形状とすることが好ましい。第１の実施形態は、第６レンズＬ６を、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、かつ、両側の面を変曲点を有する非球面形状とした構成例である。

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。

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。

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。
０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．３ （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それぞれ規定する。条件式（１）の下限を下回る場合には、全系の屈折力に対して第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの正の屈折力が強くなりすぎて、全長の短縮化に不利となる。また、条件式（１）の上限を上回る場合には、全系の屈折力に対して第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの屈折力が弱くなりすぎて、球面収差や軸上色収差の補正が困難となる。このため、条件式（１）を満足することで、好適に全長の短縮化を図りつつ、良好に球面収差や軸上色収差を補正できる。上記観点から、下記条件式（１−１）を満たすことがより好ましく、条件式（１−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
０．５＜ｆ／ｆ１２＜１．１ （１−１）
０．６＜ｆ／ｆ１２＜１．０ （１−２）

また、第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒおよび全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（２）を満足する。
０．５＜ｆ／Ｒ６ｒ＜６ （２）
条件式（２）は、第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径Ｒ６ｒ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）の下限を下回る場合には、全長の短縮化に不利となり、像面湾曲を十分に補正することが難しい。条件式（２）の上限を上回る場合には、特に中間画角で撮像素子への入射角度の増大を十分に抑制することが難しい。このため、条件式（２）を満足することで、中間画角で撮像素子への入射角度が大きくなりすぎることを好適に抑制できる。また、好適に全長の短縮化を図りつつ、良好に像面湾曲を補正できる。上記観点から、下記条件式（２−１）を満たすことがより好ましく、条件式（２−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
１．５＜ｆ／Ｒ６ｒ＜５ （２−１）
２．０＜ｆ／Ｒ６ｒ＜４ （２−２）

また、第２レンズＬ２の中心厚および第１レンズＬ１の中心厚は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜１．０ （３）
条件式（３）は、第２レンズＬ２の中心厚および第１レンズＬ１の中心厚の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（３）の下限を下回る場合には、第２レンズＬ２の物体側の面（接合面）と像側の面の間隔が狭くなり、特に軸外光線に対して、第２レンズの物体側の面（接合面）と像側の面との２つの面の形状を異ならせることによる補正の効果を十分得ることができないため、球面収差とコマ収差のバランスを取るのに不利である。また、条件式（３）の上限を上回る場合には、全長の短縮化に不利である。条件式（３）を満足することで、好適に全長の短縮化を図りつつ、良好に球面収差およびコマ収差を補正できる。上記観点から、下記条件式（３−１）を満たすことがより好ましく、条件式（３−２）を満たすことがよりさらにより好ましい。なお、後掲の表１〜２６に示すレンズデータおいて、開口絞りＳｔが第１レンズＬ１の物体側の面よりも物体側にある構成例では、Ｄ２がＴ１に相当し、Ｄ３がＴ２に相当する。また、開口絞りＳｔが第２レンズＬ２の像側の面上に位置する構成例では、Ｄ１がＴ１に相当し、Ｄ２がＴ２に相当する。
０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜０．３ （３−１）
０．１５＜Ｔ２／Ｔ１＜０．２５ （３−２）

また、全系の焦点距離ｆおよび第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−５＜ｆ／ｆ６＜−０．７ （４）
条件式（４）は、第６レンズの焦点距離ｆ６に対する全系の焦点距離ｆの好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（４）の下限を下回る場合には、全系の屈折力に対して第６レンズＬ６の負の屈折力が強くなりすぎて、特に中間画角で撮像素子への入射角度の増大を十分に抑制することが難しい。また、条件式（４）の上限を上回る場合には、全系の屈折力に対して第６レンズＬ６の負の屈折力が弱くなりすぎて、全長の短縮化、像面湾曲の補正に不利である。条件式（４）を満足することで、好適に全長の短縮化を図りつつ、像面湾曲を良好に補正することができる。また、中間画角で撮像素子への入射角度が大きくなりすぎることを好適に抑制でき、中心画角から周辺画角にわたって撮像素子への入射角度が大きくなることを好適に抑制できる。上記観点から、下記条件式（４−１）を満たすことがより好ましく、条件式（４−２）を満たすことがよりさらにより好ましい。
−２＜ｆ／ｆ６＜−０．９ （４−１）
−１．５＜ｆ／ｆ６＜−０．９５ （４−２）

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの光軸上の総厚Ｔ１２および全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（５）を満足する。
０．１５＜Ｔ１２／ｆ＜０．３５ （５）
条件式（５）は、全系の焦点距離ｆに対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの光軸上の総厚Ｔ１２の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（５）の下限を下回る場合には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズによる後側主点位置を物体側に寄せる効果が弱くなり、全長の短縮化に不利である。上限を上回る場合には、全系の焦点距離ｆに対して第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の接合レンズの光軸上の総厚Ｔ１２の占める割合が大きくなるため、やはり全長の短縮化には不利となる。条件式（５）を満足することで、好適に全長の短縮化を実現できる。上記観点から、下記条件式（５−１）を満たすことがより好ましく、条件式（５−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
０．２＜Ｔ１２／ｆ＜０．３ （５−１）
０．２２＜Ｔ１２／ｆ＜０．３ （５−２）

次に、図２〜１３を参照しながら、本発明の第２から第１３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から図１３に示す第１から第１３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から第１３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、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、負の屈折力を有し、像側に凹面を向け、第１レンズＬ１と接合された第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レンズから構成される。このため、以下の第２から第１３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１３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に示す第２の実施形態および図３に示す第３の実施形態にかかる各撮像レンズ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５レンズＬ５を光軸近傍で負の屈折率を有し、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、かつ、第５レンズＬ５の両側の面を変曲点を有する非球面形状としてもよい。この場合には、第４の実施形態における第５レンズＬ５は、第１の実施形態の第５レンズＬ５と両面における光軸近傍の凹凸の向きが逆であるが、第５レンズＬ５を像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、かつ、第５レンズＬ５の両側の面を変曲点を有する非球面形状とすることにより、良好に像面湾曲を補正できる。また、第４の実施形態にかかる撮像レンズは、第１の実施形態と第１レンズＬ１から第４レンズＬ４および第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を光軸近傍で正の屈折力を有し、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とし、かつ、第５レンズの両側の面を変曲点を有する非球面形状としてもよい。第５レンズＬ５が光軸近傍で正の屈折力を有する場合にも、第５レンズＬ５を光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とし、第５レンズの両側の面を変曲点を有する非球面形状とすることにより、良好に像面湾曲を補正できる。また、第５の実施形態にかかる撮像レンズは、第１の実施形態と第１レンズＬ１ないし第４レンズＬ４および第６レンズＬ６のレンズ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、開口絞りＳｔを第２レンズＬ２の像側の面と同形状に構成して、第２レンズＬ２の像側の面上に配置し、第３レンズＬ３を光軸近傍で正の屈折力を有し、光軸近傍で像側に凸面を向けたメニスカス形状とするように構成してもよい。この開口絞り位置及び形状の効果は先述の通りである。また、第３レンズＬ３が光軸近傍で像側に凸面を向けたメニスカス形状とした場合にも、コマ収差を良好に補正できる。また、第６の実施形態にかかる撮像レンズは、第１の実施形態と第１レンズＬ１および第４レンズＬ４から第６レンズＬ６のレンズ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７に示す第７の実施形態にかかる撮像レンズは、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８に示す第８の実施形態にかかる撮像レンズＬのように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との接合面を光軸近傍で像側に凸形状とし、第５レンズＬ５を光軸近傍で両凹形状とし、かつ、第５レンズＬ５の両側の面を変曲点を有する非球面形状としてもよい。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との接合面を光軸近傍で像側に凸形状としたことにより、良好に球面収差を補正できる。また、第１の実施形態とは第５レンズＬ５の物体側の面の光軸近傍の凹凸の向きが逆であるが、第５レンズＬ５を光軸近傍で両凹形状とした場合にも、第５レンズＬ５の両側の面を変曲点を有する非球面形状とすることにより、良好に像面湾曲を補正できる。また、第８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３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第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９に示す第９の実施形態および図１０に示す第１０の実施形態にかかる撮像レンズＬは、第４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４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１１に示す第１１の実施形態のように、第８の実施形態と同様に第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の接合面を光軸近傍で像側に凸形状とし、第４の実施形態と第３レンズＬ３から第６レンズＬ６のレンズの構成を共通として撮像レンズＬを構成してもよい。第１１の実施形態の上記第１から第６レンズの各構成によれば、第８および第４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１２に示す第１２の実施形態にかかる撮像レンズＬは、第１１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１１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１３に示す第１３の実施形態にかかる撮像レンズＬは、第４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４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。

上記第１から第８の実施形態においては、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの厚みが製造上要求される所定の厚さを維持しつつ、第２レンズＬ２の中心厚Ｔ２が相対的に薄く構成されている。また、第９から第１３の実施形態においては、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズの厚みが製造上要求される所定の厚さを維持しつつ、第１レンズＬ１のコバ厚が相対的に薄く構成されている。第１から第７の実施形態の第２レンズＬ２の中心厚および第８から第１３の実施形態の第１レンズのコバ厚は、単レンズとしては、強度が十分でなく製造時に組み立て工程などに耐えられない恐れがあるが、接合レンズの厚みが製造上要求される所定の厚さを維持しているため、好適に撮像レンズの製造に適用することができる。

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Ｌ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、特に第１レンズおよび第２レンズの形状を好適に構成したので、全長を短縮化しながらも、高解像性能を有するレンズ系を実現できる。

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。また、表１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）をそれぞれ示す。なお、上記バックフォーカスＢｆは空気換算した値を表し、レンズ全長ＴＬについてバックフォーカスＢｆ分は空気換算した値を用いるものとする。

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，Ｋ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−Ｋ・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
Ｋ：非球面係数

以上の実施例１の撮像レンズと同様にして、図２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として、表３および表４に示す。また同様にして、図３〜図１３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３乃至実施例１３として、表５〜２６に示す。これらの実施例１〜１３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１５（Ａ）〜（Ｅ）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、正弦条件違反量（図中では正弦条件と記載）、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、正弦条件違反量、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の撮像レンズについての諸収差を図１６（Ａ）〜（Ｅ）に示す。同様にして、実施例３乃至実施例１３の撮像レンズについての諸収差を図１７（Ａ）〜（Ｅ）乃至図２７（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

また、表２７には、本発明に係る各条件式（１）〜（５）に関する値を、各実施例１〜１３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、全長を短縮化しながらも小さなＦナンバーと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、上記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、上記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、上記各実施例では、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。

Claims (14)

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、
   負の屈折力を有し、前記第１レンズと接合され、像側に凹面を向けた第２レンズと、
   第３レンズと、
   第４レンズと、
   第５レンズと、
   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（１）および（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ０．４＜ｆ／ｆ１２＜１．３ （１）
   １．５＜ｆ／Ｒ６ｒ＜５ （２−１）
   ただし、
   ｆ：全系における焦点距離
   ｆ１２：前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離
   Ｒ６ｒ：前記第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
   とする。
2. 前記第１レンズと前記第２レンズの接合面が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。
3. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
   ０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜１．０ （３）
   ただし、
   Ｔ２：前記第２レンズの中心厚
   Ｔ１：前記第１レンズの中心厚
   とする。
4. 前記第６レンズが負の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
5. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   −５＜ｆ／ｆ６＜−０．７ （４）
   ただし、
   ｆ６：前記第６レンズの焦点距離
   とする。
6. 前記第４レンズが正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
7. 前記第３レンズが正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．１５＜Ｔ１２／ｆ＜０．３５ （５）
   ただし、
   Ｔ１２：前記第１レンズと前記第２レンズからなる接合レンズの光軸上の総厚
   とする。
9. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．５＜ｆ／ｆ１２＜１．１ （１−１）
10. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．１＜Ｔ２／Ｔ１＜０．３ （３−１）
    ただし、
    Ｔ２：前記第２レンズの中心厚
    Ｔ１：前記第１レンズの中心厚
    とする。
11. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −２＜ｆ／ｆ６＜−０．９ （４−１）
    ただし、
    ｆ６：前記第６レンズの焦点距離
    とする。
12. さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．２＜Ｔ１２／ｆ＜０．３ （５−１）
    ただし、
    Ｔ１２：前記第１レンズと前記第２レンズからなる接合レンズの光軸上の総厚
    とする。
13. 開口絞りが前記第１レンズの物体側の面よりも物体側に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載された撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。

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