JP6573315B2

JP6573315B2 - 撮像レンズ

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Publication number: JP6573315B2
Application number: JP2015170645A
Authority: JP
Inventors: 幸男関根; 雅也橋本
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Kantatsu Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2019-09-11
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: US10921562B2; CN112596204A; CN106483637B; US20190170982A1; US20190170981A1; CN112596204B; US10203482B2; CN206178230U; US20170059828A1; JP2017049329A; US10921563B2; CN106483637A

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（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）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。

また、これらの製品に搭載する撮像レンズは、高画素化に対応した高い解像力を備えることはもちろんのこと、機器の小型化、薄型化に十分対応可能な小型、低背であること、明るいレンズ系であることに加えて、広い画角に対応することが強く求められている。

このような要求に対して、例えば高い解像力を得るために、５枚構成よりもさらに設計自由度が高く、諸収差の補正に有利な６枚構成とすることが考えられる。

しかしながら、６枚構成とする場合、レンズの枚数が多いことから光学全長が長くなりやすい傾向がある。また、低背、広画角、低Ｆ値の要求を全て満足する撮像レンズを実現するには、特に、周辺部における収差補正が困難であり、画面全体にわたって良好な光学性能を確保することに課題があった。

従来の６枚構成の撮像レンズとしては、例えば、以下の特許文献１や特許文献２の撮像レンズが知られている。

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

上記特許文献１に記載の撮像レンズは、Ｆ２．０〜２．４程度で明るく、良好な光学性能を確保している。しかし、光学全長は約８ｍｍ、撮影画角は約６６°〜７０°で低背化および広角化の要求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が困難である。

上記特許文献２に記載の撮像レンズは、光学全長は５〜６ｍｍ程度であり、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（以下、全長対角比という）は約１．０で、比較的低背でありながら諸収差が良好に補正されている。しかし、撮影画角は約７０°付近にしか対応できておらず、またＦ値は２．６〜３．０程度であり、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。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、構成枚数を増やしても低背化の要求に十分応え、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求をバランスよく満足するとともに、諸収差が良好に補正された高解像力を備える小型の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５ｍｍ未満、全長対角比が０．７程度の小さいレベルを、低Ｆ値とはＦ２．３以下の明るさを、広角とは全画角で約８０°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し、変極点とは接平面が光軸と垂直に交わる光軸上以外における非球面上の点として定義する。さらに、光学全長は、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光の収束・発散作用に寄与しない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、固体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、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、像側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凹面を向けた第３レンズと、第４レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズと、物体側および像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第６レンズとから構成される。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズと第２レンズと第３レンズとから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、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合成屈折力が負のレンズ群とを配置した、いわゆるテレフォトタイプになっている。

上記構成において、第１レンズと第２レンズと第３レンズとから構成される正レンズ群は、撮像レンズの低背化、広角化、及び諸収差の良好な補正を担う。第１レンズは物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズとし、強い正の屈折力によって撮像レンズの低背化と広角化を図る。第２レンズは像側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズとし、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レンズは像側に凹面を向けたレンズとし、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レンズと第５レンズと第６レンズとから構成される負レンズ群は、撮像レンズの低背化、広角化、および諸収差の良好な補正を担う。第４レンズは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、第５レンズは像側に凸面を向けた強い正の屈折力を有するレンズとし、強い正の屈折力を第１レンズと適切にバランスさせることで撮像レンズの低背化と広角化を図りながら、非点収差および像面湾曲を良好に補正する。第６レンズは物体側及び像側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズとし、第５レンズで発生する球面収差の補正と、像面湾曲の補正を行う。

また、本発明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。

開口絞りは、第１レンズの物体側に配置することによって、入射瞳位置を像面から遠ざけ、テレセントリック性の制御を容易にする。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）０．１８＜ＡＧ１６／Σｄ＜０．３
ただし、ＡＧ１６は第１レンズから第６レンズまでの光軸上における空気間隔の和、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である。

条件式（１）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に対する第１レンズから第６レンズまでの光軸上における空気間隔の和を規定するものであり、光学全長の短縮化を図るための条件である。条件式（１）の上限値を上回る場合、撮像レンズ系において空気間隔の占める割合が大きくなり、光学全長の短縮が困難となる。一方、条件式（１）の下限値を下回る場合、撮像レンズの低背化には有利となるが、レンズ間の空気間隔が狭くなり過ぎ、組み立ての際にレンズ同士が接触する危険性が高まるため好ましくない。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）２０＜νｄ３−νｄ４＜４０
ただし、νｄ３は第３レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ４は第４レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（２）は、第３レンズおよび第４レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものであり、色収差を良好に補正するための条件である。条件式（２）の範囲を満足する材料を採用することで、色収差を良好に補正できる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第５レンズの物体側の面は、光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることが望ましい。

第５レンズの物体側の面に、光軸上以外の位置に変極点を形成することにより、像面湾曲および歪曲収差の補正をより効果的に行うことができる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．２＜Ｐｈ５１／ｉｈ＜０．９
ただし、Ｐｈ５１は第５レンズの物体側の面の変極点位置の光軸から垂直な高さ、ｉｈは最大像高である。

条件式（３）は、イメージサイズに対する第５レンズの物体側の面の変極点位置の光軸から垂直な高さを規定するものである。条件式（３）の範囲を満足することで、撮像レンズの低背化と広角化に伴って増大する軸外の非点収差および像面湾曲を好適に補正する。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）（ｆ５＋｜ｆ６｜）／ｆ＜１．３
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ５は第５レンズの焦点距離、ｆ６は第６レンズの焦点距離である。

条件式（４）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第５レンズの焦点距離と第６レンズの焦点距離の和を適切な範囲に規定するものである。条件式（４）の範囲を満足することで、より好適に光学全長の短縮を図ることができる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離である。

条件式（５）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズの焦点距離を適切な範囲に規定するものであり、球面収差の発生を抑制しながら低背化と広角化を図るための条件である。条件式（５）の上限値を上回る場合、第１レンズの正の屈折力が弱くなりすぎ、球面収差の発生量を抑えるには有効だが、撮像レンズの低背化および広角化が困難になる。一方、条件式（５）の下限値を下回る場合、第１レンズの正の屈折力が強くなりすぎ、撮像レンズの低背化および広角化には有利だが、球面収差が増大する。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜４．５
ただし、ｒ３は第２レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ４は第２レンズの像側の面の曲率半径である。

条件式（６）は、近軸における第２レンズの形状を適切に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（６）の範囲内で第２レンズの像側の面の屈折力を強くすることで、第１レンズで発生する色収差を補正しながら、コマ収差、像面湾曲、非点収差を良好に補正する。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第３レンズは正の屈折力を有し、第４レンズは物体側に凹面を向けた負の屈折力を有することが望ましい。

第３レンズは正の屈折力を持つことにより撮像レンズの低背化に寄与しつつ、軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲を補正する。また、第４レンズは物体側の面を凹面に形成した負の屈折力を有するレンズにすることによって、当該面への光線の入射角を抑制し、第３レンズで発生するコマ収差や高次の球面収差を良好に抑制する。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第２レンズ、第４レンズ、第６レンズは、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）Ｐ４＜Ｐ２＜Ｐ６
ただし、Ｐ２は第２レンズの屈折力、Ｐ４は第４レンズの屈折力、Ｐ６は第６レンズの屈折力であり、それぞれのレンズの焦点距離の逆数で定義されるものである。

条件式（７）は、負の屈折力を有する第２レンズ、第４レンズ、第６レンズのそれぞれの屈折力の大小関係を規定するものである。撮像レンズの中央付近に配される第４レンズは、最も弱い屈折力を有し、主に色収差及び、高次の球面収差やコマ収差、および像面湾曲の補正を担う。次に、撮像レンズの物体側付近に配置される第２レンズは、第４レンズよりも強い屈折力を有し、第１レンズで発生する球面収差および色収差の補正を担う。最も像側に配置される第６レンズは、最も強い屈折力を有し、球面収差および像面湾曲の補正を担う。条件式（７）を満足することで、光学全長を短く抑えながら、収差補正を好適に行う事が出来る。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第１レンズ、第３レンズ、第５レンズは正の屈折力を有し、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）Ｐ３＜Ｐ１＜Ｐ５
ただし、Ｐ１は第１レンズの屈折力、Ｐ３は第３レンズの屈折力、Ｐ５は第５レンズの屈折力であり、それぞれのレンズの焦点距離の逆数で定義されるものである。

条件式（８）は、正の屈折力を有する第１レンズ、第３レンズ、第５レンズのそれぞれの屈折力の大小関係を規定するものである。撮像レンズの中央付近に配される第３レンズは最も弱い屈折力を有し、主に色収差及び、高次の球面収差やコマ収差、像面湾曲の補正を担う。次に、撮像レンズの物体側に配置される第１レンズは、第３レンズよりも強い屈折力を有し、球面収差の発生を抑制しつつ撮像レンズの低背化と広角化を図る。そして、撮像レンズの像側付近に配置される第５レンズは、最も強い屈折力を有し、正の屈折力を第１レンズと適切にバランスさせることで撮像レンズの低背化と広角化を図りながら、非点収差および像面湾曲の補正を担う。条件式（８）を満足することで、撮像レンズの低背化と広角化、及び良好な諸収差の補正を可能とする。

なお、条件式（７）および条件式（８）を同時に満足することにより、収差補正と全長の短縮化を好適に行う事が出来る。

また、本発明の撮像レンズにおいて、第６レンズは像側の面は、光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることが望ましい。

第６レンズの像側の面に、光軸上以外の位置に変極点を形成することにより、像面湾曲および歪曲収差の補正と、撮像素子への主光線入射角度の制御をより効果的に行うことができる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
ただし、νｄ１は第１レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ２は第２レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（９）は、第１レンズおよび第２レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものであり、色収差を良好に補正するための条件である。条件式（９）の範囲を満足する材料を採用することで、色収差を良好に補正できる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１０）および条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１０）５０＜νｄ５＜７０
（１１）５０＜νｄ６＜７０
ただし、νｄ５は第５レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ６は第６レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（１０）は、第５レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものである。第５レンズは正の屈折力を有し、条件式（１０）の範囲を満足する低分散材料を使用することにより色収差を良好に補正することができる。また、条件式（１１）は第６レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものである。条件式（１１）の上限値を上回る場合、軸上の色収差の補正が困難になり、条件式（１１）の下限値を下回る場合、軸上の色収差の補正は容易となるが、軸外の色収差の補正が困難になる。第６レンズは条件式（１１）の範囲を満足する材料を使用することにより、軸上及び軸外の色収差をバランス良く補正することができる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）０．７５＜Ｄ５／Ｄ６＜１．５０
ただし、Ｄ５は第５レンズの光軸上の厚み、Ｄ６は第６レンズの光軸上の厚みである。

条件式（１２）は、第５レンズと第６レンズの光軸上の厚みを適切に規定するものである。像側に近い第５レンズと第６レンズは、有効径が比較的大きいレンズになるが、条件式（１２）の範囲内で適度な厚みにバランスさせることで安定した成形性が確保できる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
（１３）０．３５＜（Ｔ５／ｆ）×１００＜３．００
ただし、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光軸上の距離、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。

条件式（１３）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適切に規定するものである。条件式（１３）の上限値を上回る場合、第５レンズと第６レンズの空気間隔が広くなり過ぎ、撮像レンズの低背化が困難になるとともに、歪曲収差や像面湾曲が増大し、良好な光学性能を得ることができない。一方、条件式（１３）の下限値を下回る場合、第５レンズと第６レンズの空気間隔が狭くなり過ぎ、組み立ての際にレンズが接触する危険性が高まるため好ましくない。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４）０．６＜｜ｒ７｜／ｆ＜１７．０
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｒ７は第４レンズの物体側の面の曲率半径である。

条件式（１４）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第４レンズの物体側の面の曲率半径を適切に規定するものである。条件式（１４）の上限値を上回る場合、第４レンズの物体側の面の屈折力が弱くなりすぎ、当該面へ入射する軸外光線の入射角が大きくなり、軸外の球面収差やコマ収差、像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（１４）の下限値を下回る場合、第４レンズの物体側の面の屈折力が強くなりすぎ、レンズ面の周辺部の収差補正が過剰になるため、高次の球面収差やコマ収差、及び像面湾曲の補正が困難となる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５）０．４５＜Ｅ５／Ｄ５＜１．２０
ただし、Ｅ５は第５レンズの最大有効径におけるエッジ厚み、Ｄ５は第５レンズの光軸上の厚みである。

条件式（１５）は、第５レンズの光軸上の厚みと最大有効径におけるエッジ厚みを適切に規定するための条件である。レンズの射出成形において薄く小さなレンズを実現するためには、成形時流動性の観点からレンズの中心からエッジに至るまでの厚みの差を少なくすることが望ましい。条件式（１５）を満足することによって、流動性の悪化による面精度への影響、ヒケの発生等を防止することができるため、成形不良率を低減させ、量産性が高まる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６）０．６＜ｆ１２／ｆ＜２．０
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ１２は第１レンズと第２レンズの合成焦点距離である。

条件式（１６）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズと第２レンズの合成焦点距離を適切な範囲に規定するものである。条件式（１６）の上限値を上回る場合、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離が長くなりすぎるため、光学全長の短縮化が困難となる。一方、条件式（１６）の下限値を下回る場合、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離が短くなりすぎるため、色収差が増大してしまい、良好な光学性能の確保が困難となる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１７）を満足することが望ましい。
（１７）０．８０＜ｉｈ/ｆ＜１．０
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｉｈは最大像高である。

条件式（１７）は、撮影画角の範囲を規定するものである。条件式（１７）の上限値を上回る場合、画角が広くなりすぎて収差を良好に補正できる範囲を超えることにより特に画面周辺部における諸収差の補正が困難になり、光学性能の劣化に繋がる。一方、条件式（１７）の下限値を下回る場合、収差補正が容易となるため光学性能の向上には有利だが、広角化への対応が不十分となる。

また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１８）を満足することが望ましい。
（１８）ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．０
ただし、ＴＴＬは光学全長、ｉｈは最大像高である。

条件式（１８）は全長対角比を規定するものである。条件式（１８）の上限値を上回る場合、光学全長が長くなりすぎるため、低背化の要求への対応が困難となる。

本発明により、低背化の要求に十分応え、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求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る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。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。本発明の実施例９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９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１０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１０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１１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１１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１２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１２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。本発明の実施例に係る撮像レンズの第５レンズについて、物体側の面の変極点位置の光軸から垂直な高さＰｈ５１、光軸上の厚みＤ５、最大有効径におけるエッジ厚みＥ５を説明するための図である。

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、図１５、図１７、図１９、図２１、および図２３はそれぞれ、本発明の実施形態の実施例１から１２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、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、負の屈折力を有する第６レンズＬ６とで構成される。なお、本実施形態において、開口絞りＳＴは、正の屈折力を有する第１レンズＬ１の前に配置されている。

また、第６レンズＬ６と像面ＩＭ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、本発明における光軸方向の距離は、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光の収束・発散作用に寄与しない光学素子の厚みを空気換算したときの距離として定義している。

上記６枚構成の撮像レンズは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とから構成される合成屈折力が負のレンズ群を配置したテレフォトタイプであり、光学全長を短縮する上で有利な構成になっている。

上記６枚構成の撮像レンズにおいて、開口絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側の面の面頂と当該面の終端部の間に配置している。従って、入射瞳位置が像面ＩＭから遠ざかり、テレセントリック性の制御が容易になっている。

第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズである。第１レンズＬ１の像側の面は、屈折力が低下し過ぎず球面収差量が増大しない範囲で、物体側の面の曲率半径よりも大きい曲率半径を持つ凹形状とし、撮像レンズの低背化および広角化を図っている。なお、第１レンズＬ１は両凸形状としてもよく、その場合には物体側の面と像側の面に正の屈折力を適切に配分することで、球面収差の発生を抑えながら強い正の屈折力を設定することができ、撮像レンズのさらなる低背化および広角化を図ることができる。

第２レンズＬ２は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズであり、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３レンズＬ３は、像側に凹面を向けたメニスカス形状に形成されており、正の屈折力を有している。また、撮像レンズを構成するレンズにおいて弱い屈折力を有するレンズであり、撮像レンズの低背化を図りながら軸上色収差を補正している。また、両面に形成した非球面によって、高次の球面収差、コマ収差、像面湾曲を補正している。

第４レンズＬ４は、像側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、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。なお、第４レンズＬ４は実施例４、実施例１０から実施例１２のように両凹形状であってもよく、その場合には球面収差と軸上の色収差をより好適に補正することができる。さらに、第４レンズＬ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であってもよく、その場合には、像面湾曲をより好適に補正することができる。実施例５から実施例８は、第４レンズＬ４を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とした例である。

第５レンズＬ５は、物体側及び像側に凸面を向けた両凸形状の強い正の屈折力を有する両面が非球面のレンズであり、撮像レンズの小型化を図っている。また、物体側の非球面上には、光軸Ｘ上以外の位置に変極点が形成されており、非点収差及び像面湾曲を良好に補正している。なお、第５レンズＬ５の形状は、実施例７のように、像側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズであってもよい。

第６レンズＬ６は、物体側および像側に凹面を向けた両凹形状の負の屈折力を有するレンズであり、両面に非球面が形成され、像側の非球面上には光軸Ｘ上以外の位置に変極点が形成されている。これらの非球面形状によって、第５レンズＬ５で発生する球面収差の補正と、像面湾曲の補正を行いながら、撮像素子への主光線入射角度を適切な範囲内となるよう制御している。

本実施の形態に係る撮像レンズは、全てのレンズにプラスチック材料を採用することで製造を容易にし、低コストでの大量生産を可能にしている。また、全てのレンズの両面に適切な非球面を形成しており、諸収差をより好適に補正している。

なお、採用するレンズ材料はプラスチック材料に限定されるものではない。ガラス材料を採用することで、更なる高性能化を目指すことも可能である。また、すべてのレンズ面を非球面で形成することが望ましいが、要求される性能によっては、製造が容易な球面を採用しても良い。

本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１）から（１８）を満足することにより、好ましい効果を奏するものである。
（１）０．１８＜ＡＧ１６／Σｄ＜０．３
（２）２０＜νｄ３−νｄ４＜４０
（３）０．２＜Ｐｈ５１／ｉｈ＜０．９
（４）（ｆ５＋｜ｆ６｜）／ｆ＜１．３
（５）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５
（６）１．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜４．５
（７）Ｐ４＜Ｐ２＜Ｐ６
（８）Ｐ３＜Ｐ１＜Ｐ５
（９）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１０）５０＜νｄ５＜７０
（１１）５０＜νｄ６＜７０
（１２）０．７５＜Ｄ５／Ｄ６＜１．５０
（１３）０．３５＜（Ｔ５／ｆ）×１００＜３．００
（１４）０．６＜｜ｒ７｜／ｆ＜１７．０
（１５）０．４５＜Ｅ５／Ｄ５＜１．２０
（１６）０．６＜ｆ１２／ｆ＜２．０
（１７）０．８０＜ｉｈ／ｆ＜１．０
（１８）ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．０
ただし、
ＡＧ１６：第１レンズＬ１から第６レンズＬ６までの光軸Ｘ上における空気間隔の和
Σｄ：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
Ｐｈ５１：第５レンズＬ５の物体側の面の変極点位置の光軸から垂直な高さ
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
ｆ６：第６レンズＬ６の焦点距離
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離
ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径
ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径
Ｐ１：第１レンズＬ１の屈折力
Ｐ２：第２レンズＬ２の屈折力
Ｐ３：第３レンズＬ３の屈折力
Ｐ４：第４レンズＬ４の屈折力
Ｐ５：第５レンズＬ５の屈折力
Ｐ６：第６レンズＬ６の屈折力
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
νｄ６：第６レンズＬ６のｄ線に対するアッベ数
Ｄ５：第５レンズＬ５の光軸Ｘ上の厚み
Ｄ６：第６レンズＬ６の光軸Ｘ上の厚み
Ｔ５：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
ｒ７：第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径
Ｅ５：第５レンズＬ５の最大有効径におけるエッジ厚み
ＴＴＬ：光学全長

また、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ａ）から（６ａ）、（９ａ）から（１８ａ）を満足することにより、より好ましい効果を奏するものである。
（１ａ）０．２１＜ＡＧ１６／Σｄ＜０．３
（２ａ）２５＜νｄ３−νｄ４＜４０
（３ａ）０．２＜Ｐｈ５１／ｉｈ＜０．７
（４ａ）（ｆ５＋｜ｆ６｜）／ｆ＜１．２２
（５ａ）０．６＜ｆ１／ｆ＜１．２
（６ａ）１．９＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜３．７
（９ａ）２５＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１０ａ）５０＜νｄ５＜６５
（１１ａ）５０＜νｄ６＜６５
（１２ａ）０．７５＜Ｄ５／Ｄ６＜１．３０
（１３ａ）０．４２＜（Ｔ５／ｆ）×１００＜３．００
（１４ａ）１．０＜｜ｒ７｜／ｆ＜１６．０
（１５ａ）０．４５＜Ｅ５／Ｄ５＜１．２０
（１６ａ）０．８＜ｆ１２／ｆ＜１．６
（１７ａ）０．８０＜ｉｈ／ｆ＜０．９
（１８ａ）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８
ただし、各条件式の符号は前の段落での説明と同様である。

さらに、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ｂ）から（６ｂ）、（９ｂ）から（１８ｂ）を満足することにより、特に好ましい効果を奏するものである。
（１ｂ）０．２４≦ＡＧ１６／Σｄ≦０．２７
（２ｂ）２５≦νｄ３−νｄ４≦３８
（３ｂ）０．２３≦Ｐｈ５１／ｉｈ≦０．３１
（４ｂ）（ｆ５＋｜ｆ６｜）／ｆ≦１．１９
（５ｂ）０．７０＜ｆ１／ｆ≦１．２
（６ｂ）２．１３≦（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）≦３．２９
（９ｂ）２５≦νｄ１−νｄ２≦３８
（１０ｂ）５０≦νｄ５≦６０
（１１ｂ）５０≦νｄ６≦６０
（１２ｂ）０．８６≦Ｄ５／Ｄ６≦１．１２
（１３ｂ）０．４７≦（Ｔ５／ｆ）×１００≦２．６６
（１４ｂ）１．１８≦｜ｒ７｜／ｆ≦１４．３４
（１５ｂ）０．５０≦Ｅ５／Ｄ５≦０．６
（１６ｂ）１．１５≦ｆ１２／ｆ≦１．３８
（１７ｂ）０．８０≦ｉｈ／ｆ≦０．８５
（１８ｂ）ＴＴＬ／２ｉｈ≦０．７５
ただし、各条件式の符号は前々段落での説明と同様である。

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、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき数式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１３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、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２および図２４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１３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１３に示すように条件式（１）から（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１３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１３に示すように条件式（１）から（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。

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１３に示すように条件式（１）から（１８）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。

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１３に示すように条件式（１）から（１８）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。

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１３に示すように条件式（１）から（１８）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。

基本的なレンズデータを以下の表９に示す。

実施例９の撮像レンズは、表１３に示すように条件式（１）から（１８）を満たしている。

図１８は実施例９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１８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１０に示す。

実施例１０の撮像レンズは、表１３に示すように条件式（１）から（１８）を満たしている。

図２０は実施例１０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２０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１１に示す。

実施例１１の撮像レンズは、表１３に示すように条件式（１）から（１８）を満たしている。

図２２は実施例１１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２２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１２に示す。

実施例１２の撮像レンズは、表１３に示すように条件式（１）から（１８）を満たしている。

図２４は実施例１２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２４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５ｍｍ未満、光学全長ＴＴＬと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）が０．７程度まで低背化された撮像レンズを実現するとともに、Ｆ２．３以下の明るさと全画角で約８０°の広い範囲の撮影を可能にする。したがって、６枚構成でありながら、低背化の要求に十分応え、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求をバランスよく満足するとともに、諸収差が良好に補正され、高解像力を備えた小型の撮像レンズを実現する。

表１３に実施例１から１２に係る条件式（１）から（１８）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カメラの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
ｉｈ最大像高

Claims

固体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、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、像側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凹面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、第４レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズと、物体側および像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、前記第４レンズと前記第５レンズと前記第６レンズから構成されるレンズ群は負の合成屈折力を有し、前記第１レンズの像側の面は物体側の面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有し、以下の条件式（６’）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（６’）１．９＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜４．５
ただし、
ｒ３：第２レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
前記第１レンズの物体側に開口絞りを配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、撮像レンズを、第１レンズと第２レンズと第３レンズとから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、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合成屈折力が負のレンズ群となるようにしたことを特徴とする撮像レンズ。
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）０．１８＜ＡＧ１６／Σｄ＜０．３ただし、
ＡＧ１６：第１レンズから第６レンズまでの光軸上における空気間隔の和
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
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（２）２０＜νｄ３−νｄ４＜４０
ただし、
νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッベ数
前記第５レンズは、物体側の面に光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されてい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レンズにおいて、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
（３）０．２＜Ｐｈ５１／ｉｈ＜０．９
ただし、
Ｐｈ５１：第５レンズの物体側の面の変極点位置の光軸から垂直な高さ
ｉｈ：最大像高
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（４）（ｆ５＋｜ｆ６｜）／ｆ＜１．３
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ｆ６：第６レンズの焦点距離
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（５）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
前記第３レンズは正の屈折力を有し、前記第４レンズは物体側に凹面を向けた負の屈折力を有す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、前記第４レンズ、前記第６レンズは負の屈折力を有しており、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の撮像レンズ。
（７）Ｐ４＜Ｐ２＜Ｐ６
ただし、
Ｐ２：第２レンズの屈折力
Ｐ４：第４レンズの屈折力
Ｐ６：第６レンズの屈折力
前記第１レンズ、前記第３レンズ、前記第５レンズは正の屈折力を有しており、以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像レンズ。
（８）Ｐ３＜Ｐ１＜Ｐ５
ただし、
Ｐ１：第１レンズの屈折力
Ｐ３：第３レンズの屈折力
Ｐ５：第５レンズの屈折力
前記第６レンズは、像側の面に光軸上以外の位置に変極点を有する非球面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（９）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（９）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
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
請求項１４に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１０）および条件式（１１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１０）５０＜νｄ５＜７０
（１１）５０＜νｄ６＜７０
ただし、
νｄ５：第５レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ６：第６レンズのｄ線に対するアッベ数
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１２）０．７５＜Ｄ５／Ｄ６＜１．５０
ただし、
Ｄ５：第５レンズの光軸上の厚み
Ｄ６：第６レンズの光軸上の厚み
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１３）０．３５＜（Ｔ５／ｆ）×１００＜３．００
ただし、
Ｔ５：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
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１４）０．６＜｜ｒ７｜／ｆ＜１７．０
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
前記第５レンズにおいて、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）０．４５＜Ｅ５／Ｄ５＜１．２０
ただし、
Ｅ５：第５レンズの最大有効径におけるエッジ厚み
Ｄ５：第５レンズの光軸上の厚み
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１６）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１６）０．６＜ｆ１２／ｆ＜２．０
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１７）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１７）０．８０＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｉｈ：最大像高
請求項１に記載の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１８）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１８）ＴＴＬ／２ｉｈ＜１．０
ただし、
ＴＴＬ：光学全長
ｉｈ：最大像高