JP6410865B2

JP6410865B2 - 撮像レンズ

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Publication number: JP6410865B2
Application number: JP2017066393A
Authority: JP
Inventors: 尚生深谷; 健一鎌田; 慎吾湯座
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Kantatsu Co Ltd
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: US11467378B2; US20180259746A1; US20200150397A1; JP2018066978A; CN208255517U; US10534159B2

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。

近年、多くの情報機器にカメラが搭載されるようになった。スマートフォンを始めとする携帯電話機にカメラ機能を付加することは、今や製品の機能上必須の要件になっている。また、カメラ機能を融合させた様々な商品開発も進んでいる。

このような機器に搭載される撮像レンズは、小型でありながらも高い解像性能が要求される。例えば、以下の特許文献１、特許文献２には６枚で構成された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レンズ群とを備えた撮像レンズが開示されている。

特許文献２には、物体側から順に、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号公報米国特許出願公開２０１２／０２４３１０８号

しかしながら、上記特許文献１、および２に記載のレンズ構成で、低背化と広角化、さらに低Ｆナンバー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。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、低背化と広角化、低Ｆナンバー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、光学全長と撮像素子の有効撮像面の対角線の長さとの比（全長対角比という）が１．０未満のレベルを、広角とは全画角で７０°以上のレベルを、低ＦナンバーとはＦ２．４以下のレベルをそれぞれ指している。

また、本発明において使用する用語に関し、特に断りが無い限り、レンズの面の凸面、凹面とは光軸近傍（近軸）における形状を指し、屈折力とは、光軸近傍（近軸）における屈折力を指すものとする。さらに、光学全長とは、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。光学全長の計測にあたり、撮像レンズとセンサの撮像面との間に配置するＩＲカットフィルタやカバーガラス等の厚みは、空気換算するものとする。

本発明による撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、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、両面に非球面が形成された第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の第４レンズと、両面に非球面が形成された第５レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた第６レンズとからなり、前記第６レンズの像側の面は、周辺部で凸面に変化する非球面が形成され、光学全長が６．０ｍｍ以下であるとともに、以下の条件式（２）、（３）を満足するよう構成される。
（２）２０＜νｄ３＜３２
（３）２０＜νｄ５＜３２
ただし、
νｄ３：第３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

第１レンズは、６枚で構成される撮像レンズのなかで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。

第３レンズは、両面に形成された非球面により、軸上色収差及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、光軸近傍で物体側に凹面を向けたメニスカス形状にすることで、軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正する。

第５レンズは、両面に形成された非球面によって、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。

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。

条件式（２）は、第３レンズのアッベ数について、軸上色収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものであり、条件式（２）を満足することにより、特に軸上色収差の補正を容易にすることができる。

条件式（３）は、第５レンズのアッベ数について、倍率色収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものであり、条件式（３）を満足する事により、特に倍率色収差の補正を容易にすることができる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズと第２レンズを１群、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズを２群、第６レンズを３群とした３群６枚構成でとらえると、それぞれの群の合成屈折力は、１群から順に正、正、負の配列となることが望ましい。このパワー配列は光学全長を抑制するのに効果的である。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、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Ｄ２３、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光軸上の距離をＤ５６としたときに、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）０．２＜Ｄ５６／Ｄ２３＜０．８

条件式（１）は、第２レンズと第３レンズの間隔、および第５レンズと第６レンズのと間隔の比について、低背化の容易性および諸収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものである。光学全長が６．０ｍｍ以下でかつ条件式（１）の範囲を満足することにより、第２レンズと第３レンズとの間隔、および第５レンズと第６レンズとの間隔の差が大きくなりすぎることを抑制し、低背化を容易に実現できる。また、条件式（１）の範囲を満足することにより、撮像レンズの中の第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズが最適な位置に配置可能となり、低背化を維持しながら、諸収差を効果的に補正することができる。

なお、条件式（１）については、以下の条件式（１ａ）がより好適な範囲である。
（１ａ）０．２４≦Ｄ５６／Ｄ２３≦０．６５

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの物体側の面は光軸近傍で凸面に形成されていることが望ましい。

第３レンズの物体側の面を凸面とすることによって、高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を好適に補正することができる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１、第２レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２、第３レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ３としたときに、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．９＜νｄ１／（νｄ２＋νｄ３）＜１．４

条件式（４）は、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズそれぞれの、ｄ線に対するアッベ数の関係について、軸上色収差の良好な補正を実現する条件を規定するものである。条件式（４）を満足することで、より良好な軸上色収差補正が図れる。

なお、条件式（４）については、以下の条件式（４ａ）がより好適な範囲である。
（４ａ）１．２≦νｄ１／（νｄ２＋νｄ３）＜１．４

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ４、第５レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ５としたときに、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）１．８＜νｄ４／νｄ５＜２．８

条件式（５）は、第４レンズ、および第５レンズそれぞれの、ｄ線に対するアッベ数の関係について、倍率色収差の良好な補正を実現する条件を規定するものである。条件式（４）を満足することで、良好な倍率色収差補正が図れる。

なお、条件式（５）については、以下の条件式（５ａ）がより好適な範囲である。
（５ａ）２．１≦νｄ４／νｄ５≦２．６

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第６レンズの光軸上の厚みをＤ６、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、および第６レンズのそれぞれの光軸上の厚みの総和をΣＤとしたときに、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．１＜Ｄ６／ΣＤ＜０．３５

条件式（６）は、第１レンズから第６レンズそれぞれの光軸上の厚みの総和に対する第６レンズの光軸上の厚みについて、成形性の向上および諸収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（６）の範囲を満足することで、第６レンズの厚みが適切なものとなり、第６レンズの中心部と周辺部との偏肉度を小さくできる。その結果、第６レンズの成形性を向上させることができる。また、条件式（６）の範囲を満足することで、第１レンズから第５レンズの光軸上の厚み、およびそれぞれの間隔が適切に設定できるため、非球面形状の自由度を高めることができる。その結果、諸収差の良好な補正が図れる。

なお、条件式（６）については、以下の条件式（６ａ）がより好適な範囲である。
（６ａ）０．１５≦Ｄ６／ΣＤ≦０．３２

また、上記構成の撮像レンズにおいては、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をΣ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）０．６＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ｆ＜１．２

条件式（７）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（７）の上限値を下回ることでバックフォーカスを確保し、フィルタ等を配置するスペースが確保できる。一方、条件式（７）の下限値を上回ることで、撮像レンズを構成する各レンズの厚みの確保が容易になる。また、各レンズ間の間隔も適切に確保できるため、非球面形状の自由度が高まる。その結果、良好な収差補正が容易になる。

なお、条件式（７）については、以下の条件式（７ａ）がより好適な範囲である。
（７ａ）０．８≦Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ｆ≦１．１

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズは、光軸近傍で物体側および像側に凸面を向けた両凸形状（すなわち両凸レンズ）、または、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状（すなわちメニスカスレンズ）であることが望ましい。

第１レンズを光軸近傍で物体側および像側に凸面を向けた両凸形状にする場合、撮像レンズの像側主点位置が像側に移動するため、広角化に有利になる。

一方、第１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にする場合、撮像レンズの像側の主点位置が物体側に移動するため、低背化に有利になる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズは、光軸近傍で物体側および像側に凹面を向けた両凹形状、または、光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。

第２レンズは、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力のレンズにすることで、第２レンズを出射する光線の角度を光軸から遠ざける作用があるため、撮像レンズの低背化に有利になる。

なお、第２レンズを光軸近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状（すなわちメニスカスレンズ）にする場合、球面収差の発生を抑え、非点収差を好適に補正することができる。

また、第２レンズを光軸近傍で物体側および像側に凹面を向けた両凹形状（すなわち両凹レンズ）にする場合、球面収差の発生を抑え、コマ収差を好適に補正することができる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、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（すなわちメニスカスレンズ）であることが望ましい。このような形状にすることで、軸上色収差及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。また、第３レンズは、両面に形成された非球面形状によって、主に諸収差を良好に補正する役割を担うレンズであり、全系に占める屈折力は弱く設定されている。また、第３レンズの非球面形状は、周辺部で両面とも第２レンズ側に近づくような形状になっている。従って、第２レンズから出射された軸外の光線を、レンズ間隔を狭く保ちながら第４レンズへ導くことになる。その結果、撮像レンズの低背化が図られる。

なお、第３レンズの物体側の面および像側の面は、物体側へ凸面を向けたメニスカス形状に限定されるものではなく、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範囲内であれば、光軸近傍において、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、両面が平面など、様々な形状の選択が可能である。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズは正の屈折力を有していることが望ましい。第４レンズの屈折力を正にすることで、撮像レンズ全系の正のパワーを補い、低背化を維持しつつ、軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正が可能になる。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第５レンズは光軸近傍で両面がともに平面に形成されることにより、光軸近傍で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。このような第５レンズを採用することで、全系の焦点距離や他のレンズの屈折力配分に影響を与えることなく、倍率色収差を始めとする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。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第６レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けたメニスカス形状（すなわちメニスカスレンズ）とすることが望ましい。これにより、低背化とバックフォーカスの確保の両立が図れる。なお、第６レンズの物体側の面は、光軸から離れるに従って、凸面から凹面に変化し、さらに外周部では凸面に変化する非球面を形成すれば、像面湾曲の補正、撮像素子への主光線入射角度の制御がより良好なものになる。なお、第６レンズは光軸近傍で物体側に平面または凹面を向けた形状であってもよい。

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ３、像側の面の近軸曲率半径をｒ４、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（８）、および（９）を満足することが望ましい。
（８）０．８＜｜ｒ３｜／ｆ＜１５．０
（９）０．４＜ｒ４／ｆ＜２．８

条件式（８）、および条件式（９）は、第２レンズの近軸における形状について良好な収差補正および製造誤差の低減を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（８）、および条件式（９）を満足することで、物体側の面、および像側の面のパワーが過剰になることを抑制しながら、良好な収差補正が図られる。また、条件式（８）、および条件式（９）は、第２レンズの製造誤差を低減するための条件でもある。

なお、条件式（８）、および条件式（９）については、以下の条件式（８ａ）、（９ａ）がより好適な範囲である。
（８ａ）０．９≦｜ｒ３｜／ｆ≦１２
（９ａ）０．４＜ｒ４／ｆ≦２．０

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第６レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ１１、像側の面の近軸曲率半径をｒ１２、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１０）、および（１１）を満足することが望ましい。
（１０）０．４＜｜ｒ１１｜／ｆ＜２．５
（１１）０．１＜ｒ１２／ｆ＜０．５

条件式（１０）および条件式（１１）は、第６レンズの光軸近傍における形状について、バックフォーカスの確保および低背化を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（１０）および条件式（１１）の範囲を満たすことで適切なバックフォーカスを確保しながら、低背化を可能にする。

なお、条件式（１０）、および条件式（１１）については、以下の条件式（１０ａ）、（１１ａ）がより好適な範囲である。
（１０ａ）０．４５≦｜ｒ１１｜／ｆ≦２．３
（１１ａ）０．１５≦＜ｒ１２／ｆ≦０．４

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの像側の面と第３レンズの物体側の面の光軸上の距離をＤ２３、第３レンズの像側の面と第４レンズの物体側の面の光軸上の距離をＤ３４としたときに、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）０．１＜Ｄ３４／Ｄ２３＜１．５

条件式（１２）は、第２レンズと第３レンズとの間隔、および第３レンズと第４レンズとの間隔の比について、低背化および諸収差補正を効果的に実現するための条件を規定するものである。条件式（１２）を満足することにより、第２レンズと第３レンズとの間隔、および第３レンズと第４レンズとの間隔の差が大きくなることを抑制し、低背化が図られる。また、条件式（１２）の範囲を満足することで、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。

なお、条件式（１２）については、以下の条件式（１２ａ）がより好適な範囲である。
（１２ａ）０．２≦Ｄ３４／Ｄ２３≦１．２

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの焦点距離をｆ１、第４レンズの焦点距離をｆ４、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１３）、および（１４）を満足することが望ましい。
（１３）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５
（１４）０．５＜ｆ４／ｆ＜４．０

条件式（１３）は、全系の焦点距離に対する第１レンズの焦点距離について、条件式（１４）は、全系の焦点距離に対する第４レンズの焦点距離について、バックフォーカスの確保および低背化を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（１３）、および条件式（１４）の範囲を満たすことで適切なバックフォーカスを確保しながら、低背化が可能になる。

なお、条件式（１３）、および条件式（１４）については、以下の条件式（１３ａ）、（１４ａ）がより好適な範囲である。
（１３ａ）０．６≦ｆ１／ｆ≦１．２
（１４ａ）０．６≦ｆ４／ｆ≦３．０

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの焦点距離をｆ２、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５） −４．０＜ｆ２／ｆ＜−１．０

条件式（１５）は、全系の焦点距離に対する第２レンズの焦点距離について、製造誤差感度の低減ならびにコマ収差および歪曲収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものである。第２レンズの屈折力を必要以上に強くせず、また必要以上に弱くしないことで、製造誤差感度を低減しながら周辺部におけるコマ収差や、歪曲収差を良好に補正する。

なお、条件式（１５）については、以下の条件式（１５ａ）がより好適な範囲である。
（１５ａ） −３．５≦ｆ２／ｆ≦−１．２

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第６レンズの焦点距離をｆ６、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６） −２．０＜ｆ６／ｆ＜−０．５

条件式（１６）は、全系の焦点距離に対する第６レンズの焦点距離について、バックフォーカスの確保を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（１６）の範囲に規定することで、バックフォーカスの量が適切に制御でき、バックフォーカスを光学全長の２０％以上確保することが可能になる。

なお、条件式（１６）については、以下の条件式（１６ａ）がより好適な範囲である。
（１６ａ） −１．５≦ｆ６／ｆ≦−０．６

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの焦点距離をｆ２、第６レンズの焦点距離をｆ６としたときに、以下の条件式（１７）を満足することが望ましい。
（１７）｜ｆ２｜＞｜ｆ６｜

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの焦点距離をｆ３、撮像レンズ全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１８）を満足することが望ましい。
（１８）２．０＜｜ｆ３｜／ｆ

条件式（１８）は、全系の焦点距離に対する第３レンズの焦点距離について、光学全長の短縮化および諸収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（１８）の下限値を上回ることにより、色収差を補正しつつ、光学全長を短くし、コマ収差を良好に補正する。

なお、条件式（１８）については、以下の条件式（１８ａ）がより好適な範囲である。
（１８ａ）２．５≦｜ｆ３｜／ｆ≦１００

また、上記構成の撮像レンズにおいては、開口絞りは第１レンズの物体側に配置されており、開口絞りの直径をＥＰＤ、第１レンズの物体側の面から第６レンズの像側までの光軸上の距離をΣ_{L１Ｆ−L６Ｒ}としたときに、以下の条件式（１９）を満足することが望ましい。
（１９）１．５＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ＥＰＤ＜２．１５

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。条件式（１９）は、撮像レンズの低背化と低Ｆナンバー化を実現するための条件である。条件式（１９）の範囲を満足することで、十分に低背化された、明るい撮像レンズを得ることができる。

なお、条件式（１９）については、以下の条件式（１９ａ）がより好適な範囲である。
（１９ａ）１．６５≦Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ＥＰＤ≦２．０

また、上記構成の撮像レンズにおいては、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光軸上の距離をＤ５６、第６レンズの光軸上の厚みをＤ６としたときに、以下の条件式（２０）を満足することが望ましい。
（２０）０．１＜Ｄ５６／Ｄ６＜０．７

条件式（２０）は、第５レンズと第６レンズの間隔、および第６レンズの厚みの比について、低背化の容易性および諸収差の良好な補正を効果的に実現する条件を規定するものである。条件式（２０）の範囲を満足することにより、第５レンズと第６レンズとの間隔、および第６レンズの厚みの差が大きくなりすぎることを抑制し、低背化を容易に実現できる。また、条件式（２０）の範囲を満足することにより、撮像レンズの中の第６レンズが最適な位置に配置可能となり、低背化を維持しながら、諸収差を効果的に補正することができる。

なお、条件式（２０）については、以下の条件式（２０ａ）がより好適な範囲である。
（２０ａ）０．１３＜Ｄ５６／Ｄ６＜０．６５

本発明により、低背化、広角化、および低Ｆナンバー化をバランスよく満足した高解像力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。本発明の実施例６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。本発明の実施例７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。本発明の実施例８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。

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、および図１５はそれぞれ、本発明の実施形態の実施例１から８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、物体側から像側に向かって順に、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、両面が非球面で形成された第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の第４レンズＬ４と、両面に非球面が形成された第５レンズＬ５と、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた第６レンズＬ６とから構成される。第６レンズＬ６の像側の面は、周辺部で像側に向かって凸面に変化する非球面が形成されている。また、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側に配置されている。なお、光学全長ＴＴＬは、３．５ｍｍ以上でかつ６．０ｍｍ以下の範囲が好ましく、実施例１では、光学全長ＴＴＬを４．７５ｍｍとしている。

また、第６レンズＬ６と撮像面ＩＭＧ（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。

第１レンズＬ１は、６枚で構成される撮像レンズのなかで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１レンズＬ１は、光軸Ｘの近傍で物体側および像側に凸面を向けた両凸形状、または、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。図１に示す実施例１、図３に示す実施例２、図１３に示す実施例７、および図１５に示す実施例８は、第１レンズＬ１を光軸Ｘの近傍で物体側および像側に凸面を向けた両凸形状にした例であり、この場合撮像レンズの像側主点位置が像側に移動するため、広角化に有利になっている。図５に示す実施例３、図７に示す実施例４、図９に示す実施例５、および図１１に示す実施例６は、第１レンズＬ１を光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状にした例であり、この場合撮像レンズの像側の主点位置が物体側に移動するため、低背化に有利になっている。

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。第２レンズＬ２の形状は、光軸Ｘの近傍で物体側および像側に凹面を向けた両凹形状、または、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状に形成されている。実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例７、および実施例８は、第２レンズＬ２を光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けたメニスカス形状にしており、この場合球面収差の発生を抑え、非点収差を好適に補正している。また、実施例５、および実施例６は、第２レンズＬ２を光軸Ｘの近傍で物体側および像側に凹面を向けた両凹形状にしており、この場合、球面収差の発生を抑え、コマ収差を好適に補正している。

第３レンズＬ３は、両面に形成された非球面により、軸上色収差及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３レンズＬ３の形状は、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状にすることで、これらの収差をより好適に補正する。なお、第３レンズＬ３は、主に収差補正のためのレンズであり、全系の屈折力に対して弱い屈折力に設定している。実施例１、実施例２、実施例７、および実施例８は弱い負の屈折力になっており、実施例３、実施例４、実施例５、および実施例６は弱い正の屈折力になっている。また、第３レンズＬ３の非球面形状は、周辺部で両面とも第２レンズＬ２側に近づくような形状になっているため、第２レンズＬ２から出射された軸外の光線を、レンズ間隔を狭く保ちながら第４レンズＬ４へ導くことが可能であり、撮像レンズの低背化に寄与している。

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にすることで、軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正している。両面に非球面を形成しており、これらの収差補正をより好適なものとしている。また、第４レンズＬ４は正の屈折力を有しており、撮像レンズ全系の正のパワーを補って低背化を維持している。

第５レンズＬ５は、両面に形成された非球面によって、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とともに、倍率色収差の補正も担っている。第５レンズＬ５の形状は、光軸Ｘの近傍で物体側、および像側ともに平面に形成されており、光軸Ｘの近傍で実質的に屈折力を有しない収差補正用のレンズになっている。そのため、全系の焦点距離や他のレンズの屈折力配分に影響を与えることなく、諸収差を良好に補正している。なお、第５レンズＬ５の物体側の面、および像側の面は、光軸Ｘの近傍でともに平面に限定されるわけではない。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範囲内であれば、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が像面湾曲補正、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。第６レンズＬ６の形状は、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けたメニスカス形状になっているため、低背化とバックフォーカスの確保の両立が図れている。また、第６レンズＬ６の物体側の面は、光軸Ｘから離れるに従って、凸面から凹面に変化し、さらに外周部では凸面に変化する非球面に形成されており、像面湾曲の補正、撮像素子への主光線入射角度の制御をより良好なものにしている。

また、本実施形態の撮像レンズは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を１群、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を２群、第６レンズＬ６を３群とした３群６枚構成でとらえると、それぞれの群の合成屈折力は、１群から順に正、正、負の配列になっている。従って、光学全長の短縮が容易である。また、開口絞りＳＴを第１レンズＬ１の物体側に配置することで、射出瞳位置を像面から遠ざけ、撮像面ＩＭＧへの光線入射角度の制御、テレセントリック性の制御を容易にしている。なお、１群の合成焦点距離をｆ１２、群の合成屈折力をｆ３４５としたとき、以下の条件式（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の関係を満足するものになっている。
（ａ）１．０＜ｆ１２／ｆ＜１．９
（ｂ）０．８＜ｆ３４５／ｆ＜２．８
（ｃ）０．４＜ｆ１２／ｆ３４５＜１．８５

また、本実施形態の撮像レンズは、以下の条件式（１）から条件式（２０）を満足する。
（１）０．２＜Ｄ５６／Ｄ２３＜０．８
（２）２０＜νｄ３＜３２
（３）２０＜νｄ５＜３２
（４）０．９＜νｄ１／（νｄ２＋νｄ３）＜１．４
（５）１．８＜νｄ４／νｄ５＜２．８
（６）０．１＜Ｄ６／ΣＤ＜０．３５
（７）０．６＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ｆ＜１．２
（８）０．８＜｜ｒ３｜／ｆ＜１５
（９）０．４＜ｒ４／ｆ＜２．８
（１０）０．４＜｜ｒ１１｜／ｆ＜２．５
（１１）０．１＜ｒ１２／ｆ＜０．５
（１２）０．１＜Ｄ３４／Ｄ２３＜１．５
（１３）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５
（１４）０．５＜ｆ４／ｆ＜４．０
（１５） −４．０＜ｆ２／ｆ＜−１．０
（１６） −２．０＜ｆ６／ｆ＜−０．５
（１７）｜ｆ２｜＞｜ｆ６｜
（１８）２．０＜｜ｆ３｜／ｆ
（１９）１．５＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ＥＰＤ＜２．１５
（２０）０．１＜Ｄ５６／Ｄ６＜０．７
ただし、
Ｄ２３：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Ｘ上の距離
Ｄ３４：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光軸Ｘ上の距離
Ｄ５６：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光軸Ｘ上の距離
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
Ｄ６：第６レンズＬ６の光軸Ｘ上の厚み
ΣＤ：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それぞれの光軸Ｘ上の厚みの総和
Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}：第１レンズＬ１の物体側の面から第６レンズＬ６の像側までの光軸Ｘ上の距離
ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の近軸曲率半径
ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側の面の近軸曲率半径
ｒ１２：第６レンズＬ６の像側の面の近軸曲率半径
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
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ６：第６レンズＬ６の焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ＥＰＤ：開口絞りＳＴの直径

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（撮像素子の有効撮像面の対角線の長さ）を、ＴＴＬは光学全長をそれぞれ示す。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。

（実施例１）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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、図１０、図１２、図１４、および図１６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。

（実施例２）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例３）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例４）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例５）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例６）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例７）
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９に示すように条件式（１）から（２０）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。

（実施例８）
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９に示すように条件式（２）から（２０）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。

本発明の実施形態に係る撮像レンズは、以下に示すように、低背化、広角化、および低Ｆナンバー化を実現していることが分かる。
全長対角比全画角（°）Ｆナンバー
実施例１０．６９９０．０２．０
実施例２０．６９８９．０２．１
実施例３０．６６８３．８１．８
実施例４０．７０７８．０２．３
実施例５０．７０８８．０２．２
実施例６０．６９７８．４２．１
実施例７０．７５９０．２２．１
実施例８０．６７９０．６２．１

表９に実施例１から実施例８に係る条件式（１）から（２０）の値を示す。

本発明に係る撮像レンズを、カメラ機能を備える製品へ適用した場合、当該カメラの低背化、広角化、および低Ｆナンバー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
ＩＲフィルタ
ＩＭＧ撮像面

Claims

物体側から像側に向かって順に、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、両面に非球面が形成された第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の第４レンズと、両面に非球面が形成された第５レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた第６レンズとから構成され、前記第６レンズの像側の面は、周辺部で凸面に変化する非球面が形成されており、光学全長が６．０ｍｍ以下であるとともに、以下の条件式（１）、（２）、（３）および（１３’）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）０．２＜Ｄ５６／Ｄ２３＜０．８
（２）２０＜νｄ３＜３２
（３）２０＜νｄ５＜３２
（１３’）０．５＜ｆ１／ｆ≦１．２
ただし、
Ｄ２３：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
Ｄ５６：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光軸上の距離
νｄ３：第３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
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
物体側から像側に向かって順に、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、両面に非球面が形成され光軸近傍で物体側に凸面を向けた第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の第４レンズと、両面に非球面が形成された第５レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた第６レンズとから構成され、前記第６レンズの像側の面は、周辺部で凸面に変化する非球面が形成されており、光学全長が６．０ｍｍ以下であるとともに、以下の条件式（２）、（３）、（１３’）、（１７）、および（２０）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（２）２０＜νｄ３＜３２
（３）２０＜νｄ５＜３２
（１３’）０．５＜ｆ１／ｆ≦１．２
（１７）｜ｆ２｜＞｜ｆ６｜
（２０）０．１＜Ｄ５６／Ｄ６＜０．７
ただし、
νｄ３：第３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
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ６：第６レンズの焦点距離
Ｄ５６：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光軸上の距離
Ｄ６：第６レンズの光軸上の厚み
以下の条件式（４）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。
（４）０．９＜νｄ１／（νｄ２＋νｄ３）＜１．４
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
以下の条件式（５）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。
（５）１．８＜νｄ４／νｄ５＜２．８
ただし、
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
以下の条件式（６）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。
（６）０．１＜Ｄ６／ΣＤ＜０．３５
ただし、
Ｄ６：第６レンズの光軸上の厚み
ΣＤ：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、および第６レンズそれぞれの光軸上の厚みの総和
以下の条件式（７）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。
（７）０．６＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ｆ＜１．２
ただし、
Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}：第１レンズの物体側の面から第６レンズの像側までの光軸上の距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
前記第１レンズは光軸近傍で物体側及び像側に凸面を向けた両凸レンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズは光軸近傍で物体側及び像側に凹面を向けた両凹レンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
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レンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第５レンズは光軸近傍で実質的に屈折力を有しないことを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
前記第６レンズは光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
以下の条件式（８）、および（９）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。
（８）０．８＜｜ｒ３｜／ｆ＜１５．０
（９）０．４＜ｒ４／ｆ＜２．８
ただし、
ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ４：第２レンズの像側の面の近軸曲率半径
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
以下の条件式（１０）、および（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。
（１０）０．４＜｜ｒ１１｜／ｆ＜２．５
（１１）０．１＜ｒ１２／ｆ＜０．５
ただし、
ｒ１１：第６レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ１２：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
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）０．１＜Ｄ３４／Ｄ２３＜１．５
ただし、
Ｄ２３：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
Ｄ３４：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光軸上の距離
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）０．５＜ｆ４／ｆ＜４．０
ただし、
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
以下の条件式（１５）、（１６）および（１７）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） −４．０＜ｆ２／ｆ＜−１．０
（１６） −２．０＜ｆ６／ｆ＜−０．５
（１７）｜ｆ２｜＞｜ｆ６｜
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ６：第６レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
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）２．０＜｜ｆ３｜／ｆ
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
開口絞りが第１レンズの物体側に配置され得おり、以下の条件式（１９）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。
（１９）１．５＜Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}／ＥＰＤ＜２．１５
ただし、
Σ_{Ｌ１Ｆ−Ｌ６Ｒ}：第１レンズの物体側の面から第６レンズの像側までの光軸上の距離
ＥＰＤ：開口絞りの直径