JP6403711B2 - 撮像レンズ - Google Patents

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係り、特に、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やゲーム機、ＰＣ、ロボットなどの情報機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品や自動車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ものである。

近年、多くの情報機器にカメラ機能が搭載されることが一般的となった。また、カメラ付きの家電製品など、利便性に優れた製品が次々と登場しており、このような家電製品や情報端末機器にカメラ機能を融合させた商品の需要は今後もますます高まり、それに伴う製品開発が急速に進むと予想される。

このような情報機器に搭載される撮像レンズとして、例えば、以下の特許文献１、特許文献２に６枚構成の撮像レンズが開示されている。

特許文献１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レンズ群とを備える撮像レンズが開示されている。

特許文献２には、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力の第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、少なくとも１つの非球面を有する第４レンズと、物体側が凸面で像側が凹面の第５レンズと、物体側および像側に凹面を向けた少なくとも１つの非球面を有する第６レンズとからなる撮像レンズが開示されている。

特開２０１２−１５５２２３号公報 ＵＳ２０１２／０２４３１０８公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の撮像レンズは、光学全長は約８ｍｍ、撮影画角は約６６°〜７０°であるので、低背化および広角化を十分に満足することはできない。また、特許文献１に記載のレンズ構成で低背化と広角化を図ろうとした場合、周辺部における収差補正が非常に困難であり、良好な光学性能を得ることはできない。

また、上記特許文献２に記載の撮像レンズは、撮影画角は約７０°付近にしか対応できず、またＦナンバーは２．６〜３．０程度であるので、小型で高画素の撮像素子に十分対応できるだけの明るさを有しているとはいえない。特許文献２の実施例５にはＦ２．４で明るい撮像レンズが開示されているが、画角が６７°であり広角化への対応が不十分である。特許文献２に記載のレンズ構成もまた、低背化を図りながら、広角化および明るいレンズ系を実現しようとした場合、周辺部における諸収差の補正が課題となる。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、低背化を効果的に実現し、低Ｆナンバーおよび広角化をバランスよく満足しながらも、諸収差が良好に補正された、解像力の高い撮像レンズを提供することを目的とする。

なお、ここでいう低背とは、光学全長が５．５ｍｍ未満、全長対角比が０．８未満のレベルを、低ＦナンバーとはＦ２．３以下の明るさを、広角とは全画角で７５°以上の範囲を撮影可能なレベルをそれぞれ指している。なお、全長対角比を表す際の、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さは、撮像レンズに最大画角から入射した光線が撮像素子の撮像面に結像する際の光軸から垂直な高さ、すなわち最大像高の２倍の長さであり、有効撮像円の直径と同じものとして扱う。

また、本発明において使用する用語に関し、レンズの面の凸面、凹面とは近軸（光軸近傍）における形状を指すものと定義する。さらに、光学全長は、例えば、最終段のレンズと撮像面との間に配置される、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光学素子の厚みを空気換算したときの、最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から撮像面までの光軸上の距離として定義する。

本発明による撮像レンズは、光軸近傍で物体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１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面で正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凹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、両面が非球面の第５レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面が非球面で負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、以下の条件式（１）、（２）、（７）、（１１）および（１７）を満足する。
（１）０．６＜Σｄ／ｆ＜１．０
（２）０．５＜（Ｔ１／ｆ）＊１００＜２．０
（７）２．０＜（Ｔ５／ｆ）＊１００＜８．０
（１１）０．５＜ｆ４／ｆ＜１０．０
（１７）３０＜｜νｄ３−νｄ４｜
ただし、Σｄは第１レンズの物体側の面から第６レンズの像側の面までの光軸上の距離、ｆは全系の焦点距離、Ｔ１は第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離、Ｔ５は第５レンズの像側の面から第６レンズの物体側の面までの距離、ｆ４は第４レンズの焦点距離、νｄ３は第３レンズのｄ線に対するアッべ数、νｄ４は第４レンズのｄ線に対するアッべ数である。

第１レンズは、正の屈折力に設定されている。第１レンズは、６枚で構成される撮像レンズのなかで比較的強い正の屈折力に設定されることで、より撮像レンズの低背化と広角化が図られる。

第２レンズは、第１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。なお、第２レンズの形状は、光軸近傍において像側に凹面を向けていればよく、像側に凹面を向けたメニスカス形状、あるいは光軸近傍で両面が凹形状でもよい。

第３レンズは、両面に形成された非球面により、軸上色収差および高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正する。

第４レンズは、軸上色収差および高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正する。また、適切な正の屈折力を設定することで低背化を維持する。

第５レンズの両面に形成された非球面は、第６レンズが担う像面湾曲補正、歪曲収差補正、撮像素子への光線入射角度の制御の負担を軽減させるような形状に形成されている。第５レンズの形状は、物体側に凸面あるいは凹面を向けたメニスカス形状、または光軸近傍で両面が凸形状あるいは凹形状でもよい。または、第５レンズの形状は、光軸近傍で一方の面または両面が平面でもよい。

第６レンズは、低背化を維持しながらバックフォーカスを確保する。また、両面に形成された非球面によって、像面湾曲補正、歪曲収差補正、撮像素子への光線入射角度の制御を担う。また、像側の面は、光軸から離れた位置で凸面に変化するような非球面形状に形成することが望ましい。すなわち、像側の面は、光軸上以外の位置に極点を有していることが望ましい。このような形状にすることによって、撮像面への光線入射角度を適切に制御することが可能となる。（ここでいう極点とは、接平面が光軸に対して垂直に交わる非球面上の点を意味する。）

上記構成の撮像レンズにおいて、第１レンズおよび第２レンズの合成屈折力が正となり、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズの合成屈折力が負となる構成にすることで、光学全長を短く抑える。

このような構成では、第１レンズと第２レンズとから構成される合成屈折力が正のレンズ群が、撮像レンズの低背化、広角化、および色収差の良好な補正を担う。

なお、第１レンズと第２レンズとから構成される合成焦点距離をｆ１２、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（ａ）を満足することがより好ましい条件となる。
（ａ）０．５＜ｆ１２／ｆ＜２．０

また、第３レンズは、焦点距離の絶対値が比較的長く、すなわち、屈折力が比較的小さく、両面に形成された非球面により、諸収差の補正を担う。

また、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズで構成される合成屈折力が負、または比較的弱い正のレンズ群が、低背化を維持しつつ、主に軸外の諸収差の補正を担う。

なお、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズで構成される合成焦点距離をｆ４５６、全系の焦点距離をｆとしたときに、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズで構成される合成屈折力が負となる場合、以下の条件式（ｂ）を、正となる場合は以下の条件式（ｂ’）を満足することがより好ましい条件となる。
（ｂ） −５．０＜ｆ４５６／ｆ＜−１．０
（ｂ’） １０＜ｆ４５６／ｆ

（ｉ）上記構成の撮像レンズは、条件式（１）を満足することで、撮像レンズの低背化が図られる。

条件式（２）は、第１レンズと第２レンズとの間隔を適切な範囲に規定するものである。上限値を下回ることにより、歪曲収差のプラス側への増大、画面周辺部における非点隔差の増大が抑制され、良好な結像性能が得られる。一方、下限値を上回ることにより、歪曲収差がマイナス側へ増大する現象と、像面湾曲がマイナス側へ増大する現象が抑制され、良好な結像性能が得られる。さらに、上限値を下回ることで、第１レンズと第２レンズとの間隔が広くなることが抑制されるため、低背化に有利であり、かつ第１レンズと第２レンズの偏芯による誤差感度を低下させることができる。

（ｉｉｉ）また、上記構成の撮像レンズは、第２レンズの像側の面の曲率半径をｒ４、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．５＜ｒ４／ｆ＜１．５

条件式（３）は、第２レンズの像側の面の曲率半径と撮像レンズ全系の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものである。上限値を下回ることにより、第１レンズで発生する軸上色収差が良好に補正される。一方、下限値を上回ることにより、第２レンズの像側面の周辺部の光線の入射角が大きくなることを抑制し、コマ収差の発生を抑えるとともに、製造誤差に対する感度を低下させる。

（ｉｖ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第３レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。

第３レンズ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で、軸上色収差および高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲をより好適に補正する。

（ｖ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第５レンズの物体側の面および像側の面は光軸近傍でともに平面に形成されており、光軸近傍では実質的に屈折力を有しない光学素子としてのレンズであることが望ましい。これは、第５レンズを除いた他の屈折力を有する５枚のレンズによって、ある程度完成された光学系を得て、そこに光軸近傍では実質的に屈折力を有しない両面に非球面形状が形成された光学素子としての第５レンズを加えることで、全系の焦点距離やそれぞれの屈折力を有するレンズの屈折力配分に影響を与えることなく、両面に形成した非球面が諸収差を良好に補正する。

なお、第５レンズの物体側の面および像側の面は、光軸近傍でともに平面に限定されるわけではなく、全系の焦点距離やそれぞれのレンズの屈折力への影響を小さく抑えられる屈折力の範囲内であれば、光軸近傍において、物体側へ凸面を向けたメニスカス形状、物体側と像側に凸面を向けた両凸形状、物体側に凹面を向けたメニスカス形状、物体側と像側に凹面を向けた両凹形状、さらには物体側が平面で像側が凸面または凹面、像側が平面で物体側が凸面または凹面など、様々な形状の選択が可能である。その際、第５レンズの焦点距離をｆ５、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（ｃ）を満足する
ことが好ましい条件となる。
（ｃ） ４．０＜｜ｆ５｜／ｆ

（ｖｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第２レンズのｄ線における屈折率は１．６４より大きくかつ１．７０より小さいことが望ましい。

第２レンズは、第１レンズで発生する球面収差、色収差を補正する機能を備えているが、ｄ線における屈折率を１．６４から１．７０の範囲に設定することで、より良好な収差補正効果が得られる。また、この範囲は安価なプラスチック材料の選択が可能であり、製造を容易にする。

（ｖｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズのうち、少なくとも１つのレンズはｄ線における屈折率が１．６４よりも大きくかつ１．７０よりも小さいことが望ましい。

例えば正の屈折力を有する第３レンズ、または第４レンズに上述した範囲の屈折率を採用することにより、低背化を維持しながら当該レンズにおける収差補正を容易にする。また、実質的に屈折力を有しない第５レンズに採用することにより、レンズ間隔を狭く維持した状態で、周辺部の収差補正を容易にする。

（ｖｉｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面から撮像面までの光軸上の距離をＴＴＬ、最大像高をｉｈとしたとき、以下の条件式（４）を満足することが、十分に低背化された撮像レンズを得る観点から望ましい。
（４） ＴＴＬ／２ｉｈ≦０．８

（ｉｘ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＴ２、第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの距離をＴ３としたとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．４＜Ｔ２／Ｔ３＜１．５

条件式（５）は、第１レンズと第２レンズとで構成される一のレンズ群と、第４レンズ、第５レンズ、および第６レンズで構成される他のレンズ群との間に配置される第３レンズに関し、その物体側の間隔、および像側の間隔を適切に規定し、低背化と良好な収差補正を行うための条件である。上限値を下回ることにより、第２レンズと第３レンズとの間隔が大きくなりすぎることを抑制し、低背化を容易にする。一方、下限値を上回ることにより、第３レンズと第４レンズとの間隔が大きくなりすぎることを抑制し低背化を容易にする。また、条件式（５）の範囲を満足することにより、第３レンズは最適な位置に配置され、当該レンズによる諸収差補正機能をより効果的なものとする。

（ｘ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第４レンズの像側の面から第５レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＴ４、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．２＜（Ｔ４／ｆ）＊１００＜４．０

第４レンズ、第５レンズ、および第６レンズで構成されるレンズ群に関し、条件式（６）は、第４レンズと第５レンズとの間隔を適切な範囲に規定するものであり、条件式（７）は第５レンズと第６レンズとの間隔を適切な範囲に規定するものである。

条件式（６）の上限値を下回ることで、第４レンズと第５レンズとの間隔が大きくなりすぎることを抑制し、低背化を容易にする。一方、条件式（６）の下限値を上回ることで、第５レンズが第４レンズに接近しすぎ、接触することを防止する。

条件式（７）の上限値を下回ることで、第５レンズと第６レンズとの間隔が大きくなりすぎることを抑制し、低背化を容易にする。一方、条件式（７）の下限値を上回ることで、第５レンズが第６レンズに接近しすぎることを防止し、双方のレンズ面に形成する非球面形状の自由度を向上させる。

（ｘｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８） −０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．１５

条件式（８）は、撮像レンズの低背化を図りながら、色収差、非点収差、および像面湾曲を好ましい範囲内に抑制するための条件である。上限値を下回ることにより、第１レンズの屈折力が相対的に強くなりすぎることが抑制され、軸上の色収差が良好に補正される。また、非点隔差や像面湾曲の増大が抑制され、良好な結像性能を得ることができる。一方、下限値を上回ることにより、第１レンズの屈折力が相対的に弱くなりすぎることが抑制され、低背化を容易にする。また、非点隔差の増大が抑制されるため、良好な結像性能を得ることができる。

（ｘｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第２レンズの焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９） −４．５＜ｆ２／ｆ＜−１．２

条件式（９）は、全系の焦点距離に対する第２レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、撮像レンズの低背化と色収差の良好な補正を両立するための条件である。上限値を下回ることにより、第２レンズの負の屈折力が強くなりすぎることが抑制され、撮像レンズの低背化に有利になるとともに、色収差も補正過剰の状態（基準波長に対して短波長側がプラス方向に増大）になることを抑制する。また、製造誤差感度が上昇することを防止できる。一方、下限値を上回ることにより、第２レンズの負の屈折力が弱くなりすぎることが抑制され、色収差が補正不足の状態（基準波長に対して短波長側がマイナス方向に増大）になることを抑制する。

（ｘｉｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第３レンズの焦点距離をｆ３、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０） ３．０＜ｆ３／ｆ

条件式（１０）は、全系の焦点距離に対する第３レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、撮像レンズの低背化を維持しつつ、非点隔差と球面収差を補正するための条件である。下限値を上回ることにより、第３レンズの正の屈折力が強くなりすぎることが抑制され、球面収差が良好に補正される。また、非点隔差が増大すること抑制する。

条件式（１１）は、全系の焦点距離に対する第４レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、バックフォーカスを確保しつつ、低背化と諸収差の良好な補正をするための条件である。上限値を下回ることにより、第４レンズの正の屈折力が弱くなりすぎることが抑制され、撮像レンズの像側の主点位置が物体側に移動することを抑制し、適切なバックフォーカス量を確保しながら、低背化を容易にする。一方、下限値を上回ることにより、第４レンズの正の屈折力が強くなりすぎることが抑制され、撮像レンズの像側の主点位置が像側に移動することを抑制し、適切なバックフォーカス量を確保しながら、低背化を容易にする。また、条件式（１１）の範囲にバランスさせることによって、球面収差およびコマ収差の発生を抑制することが可能になる。

（ｘｖ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第６レンズの焦点距離をｆ６、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２） −２．５＜ｆ６／ｆ＜−０．５

条件式（１２）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第６レンズの焦点距離を適切な範囲に規定し、低背化と諸収差を補正するための条件である。上限値を下回ることにより、第６レンズの負の屈折力が強くなりすぎることが抑制され、低背化を容易にする。一方、下限値を上回ることにより、第６レンズの負の屈折力が弱くなりすぎることが抑制され、歪曲収差、および像面湾曲が良好に補正される。

（ｘｖｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１、像側の面の曲率半径をｒ２としたとき、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
（１３） ０．０７＜ｒ１／ｒ２＜０．３５

条件式（１３）は、第１レンズの光軸近傍における形状を規定するものであり、低背化を図りながら球面収差を良好に補正するための条件である。上限値を下回ることにより、第１レンズの物体側の面の屈折力が弱くなりすぎることが抑制され、低背化が容易になる。一方、下限値を上回ることにより、第１レンズの物体側の面の屈折力が強くなりすぎることが抑制され、球面収差の補正を容易にする。

（ｘｖｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第４レンズの物体側の面の曲率半径をｒ７、像側の面の曲率半径をｒ８としたとき、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４） ０．８＜ｒ７／ｒ８＜３．５

条件式（１４）は、光軸近傍における第４レンズの形状を規定するものであり、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（１４）の範囲を満足することにより、周辺部におけるコマ収差や像面湾曲の補正が容易になるとともに、非点収差の増大が抑制される。

（ｘｖｉｉｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第６レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１１、像側の面の曲率半径をｒ１２としたとき、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５） １．５＜ｒ１１／ｒ１２＜４．０

条件式（１５）は、第６レンズの光軸近傍における形状を適切な範囲に規定するものである。条件式（１５）の範囲を満足することにより、適切なバックフォーカスを確保しながら、低背化を容易にし、非点収差、像面湾曲の補正が容易になる。

（ｘｉｘ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第１レンズのｄ線に対するアッべ数をνｄ１、第２レンズのｄ線に対するアッべ数をνｄ２としたとき、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６）３０＜νｄ１−νｄ２

条件式（１６）は、第１レンズと第２レンズのｄ線に対するアッべ数の関係を適切な範囲に規定するものであり、条件式（１６）の下限値を上回ることにより、良好な色収差補正が可能となる。

条件式（１７）は、第３レンズと第４レンズのｄ線に対するアッべ数の関係を適切な範囲に規定するものであり、条件式（１７）の下限値を上回ることにより、良好な色収差補正が可能となる。

条件式（１６）、および条件式（１７）を同時に満足することにより、より良好な色収差補正が可能になる。

（ｘｘ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、第４レンズの物体側の面の曲率半径をｒ７、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１８）を満足することが望ましい。
（１８） ０．４＜｜ｒ７｜／ｆ＜１．５

条件式（１８）は、第４レンズの光軸近傍における物体側の面の形状を規定するものであり、条件式（１８）の範囲を満足することにより、当該面に入射する軸外光線の入射角度が大きくなることが抑制され、当該面における収差の発生を抑制することができる。また、条件式（１８）の範囲を満足することにより、第３レンズと第４レンズとの適切な間隔が維持される。

（ｘｘｉ）また、上記構成の撮像レンズにおいて、開口絞りは第１レンズの物体側に配置することが望ましい。

開口絞りを第１レンズの物体側に配置することで、入射瞳位置が像面から遠ざかるため、撮像素子への光線入射角度の制御、テレセントリック性の制御が容易になる。

本発明により、低背化を効果的に実現し、低Ｆナンバーおよび撮影画角の広角化をバランスよく満足し、且つ、諸収差が良好に補正された高解像力を備えた小型の撮像レンズを得ることができる。

本発明の実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例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。 本発明の実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例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。 本発明の実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例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。 本発明の実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例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。 本発明の実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施例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。

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、および図９はそれぞれ、本発明の実施形態の実施例１から５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、ここでは主に実施例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、撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面で正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、光軸Ｘの近傍で物体側に凹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Ｌ４と、両面が非球面の第５レンズＬ５と、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面で負の屈折力を有する第６レンズＬ６とから構成されている。

また、第６レンズＬ６と撮像面ＩＭ（すなわち、撮像素子の撮像面）との間には赤外線カットフィルタやカバーガラス等のフィルタ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。フィルタＩＲの厚みによって光学系の結像位置は変化するため、例えば、光学全長などの本発明における光軸方向の距離は、第６レンズＬ６と像面ＩＭとの間に配置されるＩＲカットフィルタやカバーガラス等の厚みを空気換算したときの距離として定義している。

本実施形態の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２から構成される合成屈折力が正のレンズ群と、正の屈折力の第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で構成される合成屈折力が負のレンズ群とを配置した構成により光学全長が短く抑えられている。もちろん、このような構成は一例であって、本発明の目的に反しない限り、これ以外の構成を採用してもよい。例えば、図９に示す実施例５では、物体側から順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２から構成される合成屈折力が正のレンズ群と、正の屈折力の第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で構成される合成屈折力が正のレンズ群とを配置した構成の例である。

第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とから構成される合成屈折力が正のレンズ群により、撮像レンズの低背化、広角化および色収差の良好な補正がなされている。

第１レンズＬ１は、光軸Ｘの近傍で像側の面が凹面に形成されたメニスカス形状のレンズである。また、第１レンズＬ１は、６枚で構成される撮像レンズのなかで最も強い正の屈折力に設定されている。これにより撮像レンズの低背化と広角化が図られている。

第２レンズＬ２は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１で発生する球面収差および色収差を良好に補正している。なお、第２レンズＬ２の形状は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けていればよく、図７に示す実施例４のように、光軸Ｘの近傍で物体側、および像側がともに凹面の両凹形状でもよい。

第３レンズＬ３は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。両面に形成された非球面により、軸上色収差および高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正している。

第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、および第６レンズＬ６で構成される合成屈折力が負のレンズ群は、低背化を維持しつつ、主に軸外の諸収差を補正している。

第４レンズＬ４は、光軸Ｘの近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。第４レンズＬ４は、軸上色収差および高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲の補正を担っている。また、適切な正の屈折力を設定することで低背化を維持している。

第５レンズＬ５は、光軸Ｘの近傍で物体側および像側が平面に形成された、実質的に屈折力を有しないレンズである。両面に形成された非球面は、第６レンズＬ６が担う像面湾曲補正、歪曲収差補正、撮像素子への光線入射角度の制御の負担を軽減させる形状に形成されている。なお、第５レンズＬ５の形状は、光軸Ｘの近傍において、物体側へ凸面を向けたメニスカス形状、物体側と像側に凸面を向けた両凸形状、物体側に凹面を向けたメニスカス形状、物体側と像側に凹面を向けた両凹形状、さらには物体側が平面で像側が凸面または凹面、像側が平面で物体側が凸面または凹面など、様々な形状の選択が可能であり、図９に示す実施例５は、第５レンズＬ５は光軸Ｘの近傍で両凹形状になる例である。

第６レンズＬ６は、光軸Ｘの近傍で像側凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。第６レンズＬ６は、低背化を維持しながらバックフォーカスを確保している。また、両面に形成された非球面によって、像面湾曲補正、歪曲収差補正、撮像素子への光線入射角度の制御を担っている。また、像側の面は、光軸Ｘの近傍では凹面だが、光軸Ｘから離れた位置では凸面に変化する非球面形状に形成されている。また、物体側の面は、光軸Ｘの近傍では凸面だが、光軸Ｘから離れるに従って凹面に変化しさらに有効径の周縁部で凸面に変化するような非球面形状に形成されている。

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１の物体側の面から第６レンズＬ６の像側の面までの光軸Ｘ上の距離をΣｄ、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１）を満足しており、低背化が図られている。
（１）０．６＜Σｄ／ｆ＜１．０

なお、条件式（１）については、以下の条件式（１ａ）がより好ましい条件であり、条件式（１ｂ）が特に好ましい範囲である。
（１ａ）０．７＜Σｄ／ｆ＜１．０
（１ｂ）０．８≦Σｄ／ｆ＜０．９５

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１の像側の面から第２レンズＬ２の物体側の面までの光軸上の距離をＴ１、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（２）を満足しており、歪曲収差、および非点隔差の増大が抑制されているとともに第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が適切なものとなっている。
（２）０．５＜（Ｔ１／ｆ）＊１００＜２．０

なお、条件式（２）については、以下の条件式（２ａ）がより好ましい条件であり、条件式（２ｂ）が特に好ましい範囲である。
（２ａ）０．８＜（Ｔ１／ｆ）＊１００＜１．８
（２ｂ）０．９≦（Ｔ１／ｆ）＊１００≦１．５

また、本実施形態の撮像レンズにおいて、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から当該面の周縁部との間に配置されている。従って、光学全長（ＴＴＬ）は第１レンズＬ１から撮像面ＩＭまでの光軸Ｘ上の距離となる。開口絞りＳＴが第１レンズＬ１の面の頂点から物体側に離れた位置に配置される光学系と比較して低背化に寄与することがわかる。また、このような構成にすることで、テレセントリック性の制御が容易になっている。

また、本実施形態の撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径をｒ４、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（３）を満足しており、軸上色収差の補正と、コマ収差の発生の抑制、製造誤差に対する感度の低減が図られている。
（３）０．５＜ｒ４／ｆ＜１．５

なお、なお、条件式（３）については、以下の条件式（３ａ）がより好ましい条件であり、条件式（３ｂ）が特に好ましい範囲である。
（３ａ）０．５＜ｒ４／ｆ＜１．４
（３ｂ）０．６≦ｒ４／ｆ≦１．３

また、本実施形態の撮像レンズにおいて、第２レンズＬ２のｄ線における屈折率は１．６４より大きくかつ１．７０より小さい範囲となっており、球面収差、色収差を良好に補正している。

また、本実施形態の撮像レンズにおいて、第４レンズＬ４のｄ線における屈折率も１．６４より大きくかつ１．７０より小さい範囲となっており、低背化を維持しながら当該レンズにおける収差補正が容易になっている。

なお、図３に示す実施例２では、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第５レンズＬ５が、図５に示す実施例３では、第２レンズＬ２、および第５レンズＬ５が、図７に示す実施例３では、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第５レンズＬ５が、それぞれｄ線における屈折率が１．６４より大きくかつ１．７０より小さい範囲になっている。

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１の物体側の面から撮像面までの光軸上の距離、すなわち光学全長をＴＴＬ、最大像高をｉｈとしたとき、以下の条件式（４）を満足しており、十分に低背化された撮像レンズが得られている。
（４） ＴＴＬ／２ｉｈ≦０．８

また、本実施形態の撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの光軸上の距離をＴ２、第３レンズＬ３の像側の面から第４レンズＬ４の物体側の面までの距離をＴ３としたとき、以下の条件式（５）を満足しており、第３レンズＬ３の物体側の間隔、および像側の間隔が適切に設定され、低背化と良好な収差補正が実現されている。
（５） ０．４＜Ｔ２／Ｔ３＜１．５

なお、条件式（５）については、以下の条件式（５ａ）がより好ましい範囲である。
（５ａ）０．４４≦Ｔ２／Ｔ３≦１．３６

また、本実施形態の撮像レンズは、第４レンズＬ４の像側の面から第５レンズＬ５の物体側の面までの光軸上の距離をＴ４、第５レンズＬ５の像側の面から第６レンズＬ６の物体側の面までの距離をＴ５としたとき、以下の条件式（６）、および条件式（７）を満足しており、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間隔、および第５レンズＬ５第６レンズＬ６との間隔が低背化を図る上で最適なものとなっている。
（６） ０．２＜（Ｔ４／ｆ）＊１００＜４．０
（７） ２．０＜（Ｔ５／ｆ）＊１００＜８．０

なお、条件式（６）および条件式（７）については、以下の条件式（６ａ）および条件式（７ａ）がより好ましい範囲である。
（６ａ）０．４≦（Ｔ４／ｆ）＊１００≦３．８
（７ａ）３．０≦（Ｔ５／ｆ）＊１００≦６．０

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式（８）を満足しており、色収差、非点収差、および像面湾曲が好ましい範囲内に抑制されている。
（８） −０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．１５

なお、条件式（８）については、以下の条件式（８ａ）がより好ましい範囲である。
（８ａ）−０．４５≦ｆ１／ｆ２≦−０．２５

また、本実施形態の撮像レンズは、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（９）を満足しており、撮像レンズの低背化と良好に色収差が補正されている。
（９） −４．５＜ｆ２／ｆ＜−１．２

なお、条件式（９）については、以下の条件式（９ａ）がより好ましい範囲である。
（９ａ） −３．５≦ｆ２／ｆ≦−１．５

また、本実施形態の撮像レンズは、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１０）を満足しており、撮像レンズの低背化を維持しつつ、非点隔差と球面収差が良好に補正されている。
（１０） ３．０＜ｆ３／ｆ

なお、条件式（１０）については、以下の条件式（１０ａ）がより好ましい範囲である。
（１０ａ） ４．５≦ｆ３／ｆ≦２０．０

また、本実施形態の撮像レンズは、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式（１１）を満足しており、バックフォーカスを確保しつつ、低背化、諸収差の良好な補正が図られている。
（１１） ０．５＜ｆ４／ｆ＜１０．０

なお、条件式（１１）については、以下の条件式（１１ａ）がより好ましい範囲である。
（１１ａ） ０．６≦ｆ４／ｆ≦８．０

また、本実施形態の撮像レンズは、第６レンズＬ６の焦点距離をｆ６としたとき、以下の条件式（１２）を満足しており、歪曲収差、および像面湾曲が良好に補正されている。
（１２） −２．５＜ｆ６／ｆ＜−０．５
なお、条件式（１２）については、以下の条件式（１２ａ）がより好ましい範囲である。
（１２ａ） −２．０≦ｆ６／ｆ≦−０．６

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径をｒ１、像側の面の曲率半径をｒ２としたとき、以下の条件式（１３）を満足しており、低背化を図りながら球面収差の発生が抑制されている。
（１３） ０．０７＜ｒ１／ｒ２＜０．３５

また、本実施形態の撮像レンズは、第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径をｒ７、像側の面の曲率半径をｒ８としたとき、以下の条件式（１４）を満足しており、周辺部におけるコマ収差や像面湾曲が良好に補正されており、また非点収差の増大が抑制されている。
（１４） ０．８＜ｒ７／ｒ８＜３．５

なお、条件式（１４）については、以下の条件式（１４ａ）がより好ましい範囲である。
（１４ａ） １．０≦ｒ７／ｒ８≦３．２

また、本実施形態の撮像レンズは、第６レンズＬ６の物体側の面の曲率半径をｒ１１、像側の面の曲率半径をｒ１２としたとき、以下の条件式（１５）を満足しており、適切なバックフォーカスを確保しながら、低背化を容易にし、非点収差、像面湾曲の補正を容易にしている。
（１５） １．５＜ｒ１１／ｒ１２＜４．０

なお、条件式（１５）については、以下の条件式（１５ａ）がより好ましい範囲である。
（１５ａ） １．８≦ｒ１１／ｒ１２≦３．０

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１のｄ線に対するアッべ数をνｄ１、第２レンズＬ２のｄ線に対するアッべ数をνｄ２、第３レンズＬ３のｄ線に対するアッべ数をνｄ３、第４レンズＬ４のｄ線に対するアッべ数をνｄ４としてとき、以下の条件式（１６）、および（１７）を満足しており、良好な色収差補正が図られている。
（１６） ３０＜νｄ１−νｄ２
（１７） ３０＜｜νｄ３−νｄ４｜

また、本実施形態の撮像レンズは、第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径をｒ７としたとき、以下の条件式（１８）を満足しており、当該面における軸外光線の入射角度が大きくなることが抑制され、当該面における収差の発生が抑制されている。
（１８） ０．４＜｜ｒ７｜／ｆ＜１．５

また、本実施形態の撮像レンズにおいて、すべての条件式を満足することが望ましいが、条件式を単独に満足することにより、条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。

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、曲率半径をＲ、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、ＴＴＬは第１レンズＬ１の物体側の面から撮像面ＩＭまでの光軸上の距離をそれぞれ示す。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６に示すように条件式（１）から（１８）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。球面収差図は、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ｄ線の収差量をそれぞれ示している（図４、図６、図８、および図１０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。

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６に示すように条件式（１）から（１８）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。

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６に示すように条件式（１）から（１６）、および条件式（１８）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。

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６に示すように条件式（１）から（１８）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。

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６に示すように条件式（１）から（３）、条件式（４）から（１６）、および条件式（１８）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。

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、光学全長ＴＴＬが５．５ｍｍ未満で、全長対角比（ＴＴＬ／２ｉｈ）が０．８未満に低背化した撮像レンズを実現するとともに、Ｆナンバー（Ｆｎｏ）がＦ２．３以下の明るさと全画角（２ω）で７５°以上の広い範囲の撮影を可能にする。

表６に実施例１から５に係る条件式（１）から（１８）、および条件式（ａ）から（ｃ）の値を示す。

本発明に係る６枚構成の撮像レンズを、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯端末機器等、ゲーム機やＰＣ、ロボットなどの情報機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品や自動車等に搭載される撮像装置へ適用した場合、当該カメラの低背化および広角化への寄与とともに高性能化を図ることができる。

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

Claims (18)

1. 物体側から像側に向かって順に、光軸近傍で物体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１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた両面が非球面で正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凹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、両面が非球面の第５レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状で両面が非球面で負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、以下の条件式（１）、（２）、（７）、（１１）および（１７）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   （１）０．６＜Σｄ／ｆ＜１．０
   （２）０．５＜（Ｔ１／ｆ）＊１００＜２．０
   （７）２．０＜（Ｔ５／ｆ）＊１００＜８．０
   （１１）０．５＜ｆ４／ｆ＜１０．０
   （１７）３０＜｜νｄ３−νｄ４｜
   ただし、
   Σｄ：第１レンズの物体側の面から第６レンズの像側の面までの光軸上の距離
   ｆ：全系の焦点距離
   Ｔ１：前記第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離
   Ｔ５：第５レンズの像側の面から前記第６レンズの物体側の面までの光軸上の距離
   ｆ４：第４レンズの焦点距離
   νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッべ数
   νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッべ数
2. 以下の条件式（３）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。
   （３）０．５＜ｒ４／ｆ＜１．５
   ただし、
   ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
3. 前記第３レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス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。
4. 前記第５レンズは、光軸近傍で物体側の面および像側の面がともに平面であることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
5. 前記第２レンズは、ｄ線における屈折率が１．６４より大きくかつ１．７０より小さいことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
6. 前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズのうち、少なくとも１つのレンズはｄ線における屈折率が１．６４よりも大きくかつ１．７０よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ。
7. 以下の条件式（４）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。
   （４）ＴＴＬ／２ｉｈ≦０．８
   ただし、
   ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
   ｉｈ：最大像高
8. 以下の条件式（５）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。
   （５）０．４＜Ｔ２／Ｔ３＜１．５
   ただし、
   Ｔ２：第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離
   Ｔ３：第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離
9. 以下の条件式（６）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。
   （６）０．２＜（Ｔ４／ｆ）＊１００＜４．０
   ただし、
   Ｔ４：第４レンズの像側の面から前記第５レンズの物体側の面までの光軸上の距離
10. 以下の条件式（８）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。
    （８）−０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．１５
    ただし、
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
    ｆ２：第２レンズの焦点距離
11. 以下の条件式（９）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。
    （９）−４．５＜ｆ２／ｆ＜−１．２
    ｆ２：第２レンズの焦点距離
12. 以下の条件式（１０）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。
    （１０）３．０＜ｆ３／ｆ
    ただし、
    ｆ３：第３レンズの焦点距離
13. 以下の条件式（１２）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。
    （１２）−２．５＜ｆ６／ｆ＜−０．５
    ただし、
    ｆ６：第６レンズの焦点距離
14. 以下の条件式（１３）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。
    （１３）０．０７＜ｒ１／ｒ２＜０．３５
    ただし、
    ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
15. 以下の条件式（１４）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。
    （１４）０．８＜ｒ７／ｒ８＜３．５
    ただし、
    ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ８：第４レンズの像側の面の曲率半径
16. 以下の条件式（１５）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。
    （１５）１．５＜ｒ１１／ｒ１２＜４．０
    ただし、
    ｒ１１：第６レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ１２：第６レンズの像側の面の曲率半径
17. 以下の条件式（１６）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。
    （１６）３０＜νｄ１−νｄ２
    ただし、
    νｄ１：第１レンズのｄ線に対するアッべ数
    νｄ２：第２レンズのｄ線に対するアッべ数
18. 以下の条件式（１８）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。
    （１８）０．４＜｜ｒ７｜／ｆ＜１．５
    ただし、
    ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径