JPWO2013114812A1 - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全長の短縮化および高解像化を実現した撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を実現する。【解決手段】第１レンズ（Ｌ１）の物体側の面から結像面までの光軸上の長さが１０ｍｍ以下である撮像レンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第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、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状である第６レンズ（Ｌ６）と、から構成される６個のレンズからなり、第３レンズ（Ｌ３）の像側の面より物体側に配置された開口絞り（Ｓｔ）を備えた。【選択図】図１

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、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。

このような要求に対しては、例えば全長の短縮化および高解像化を図るために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（特許文献１乃至３参照）。

特開２０１０−２６２２６９号公報 特開２０１０−２６２２７０号公報 特開２００２―３６５５４６号公報

一方で、特に携帯端末に用いられるようなレンズ全長が比較的短い撮像レンズに対して、上述したような撮像素子の高画素化に伴い、撮像素子の画素サイズの小型化が進んでいる。このため、高性能でありながら、小型の撮像素子にも対応可能なＦナンバーの小さい撮像レンズの実現が求められている。

上記要求に応えるために、上記特許文献１乃至２に記載の５枚構成のレンズは、さらに球面収差または軸上色収差をさらに良好に補正することが求められる。また、上記特許文献３に記載の６枚構成の撮像レンズは、Ｆナンバーをより小さくし、かつ、全長をさらに短縮化することが求められる。

本発明はかかる問題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、Ｆナンバーが小さく、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、かつ、物体側に凸面を向けた第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状である第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、第３レンズの像側の面より物体側に配置された開口絞りを備え、第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

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６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、Ｆナンバーが小さく、高解像性能を有するレンズ系を実現することができる。

なお、上記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ（レンズ全長）についてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。

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、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６レンズは負の屈折力を有するもの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２レンズは像側に凹面を向けたもの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５レンズは像側に凸面を向けたもの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、開口絞りは、第１レンズの像側の面より物体側に配置されたものであることが好ましい。

本発明の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（６）および（８）〜（９−１）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）から（６）および（８）〜（９−１）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。
νｄ２＜３５ ・・・・・・（１）
νｄ２＜３０ ・・・・・・（１−１）
νｄ４＜３５ ・・・・・・（２）
νｄ４＜３０ ・・・・・・（２−１）
１／ｆ２＜１／ｆ４ ・・・・・・（３）
１／ｆ６＜１／ｆ４ ・・・・・・（４）
１／ｆ３＜１／ｆ１ ・・・・・・（５）
１／ｆ１＜１／ｆ５ ・・・・・・（６）
−１．０＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜０・・・（８）
−０．３＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜−０．０５・・・（８−１）
０＜（１―Ｎｄ５）／Ｒ１１＜１．０・・・（９）
０．０５＜（１−Ｎｄ５）/Ｒ１１＜０．４・・・（９−１）
ただし、
νｄ２：第２レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線に関するアッベ数
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ｆ６：第６レンズの焦点距離
Ｎｄ２：第２レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ５：第５レンズのｄ線に対する屈折率
Ｒ５：第２レンズの像側の曲率半径
Ｒ１１：第５レンズの像側の曲率半径
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たものである。

本発明による撮像装置では、本発明の撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号を得ることができる。

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６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、Ｆナンバーが小さく、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。 図１に示す撮像レンズの光路を示すレンズ断面図である。 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、（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、（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、（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、（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、（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、（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、（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、（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、（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１０）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９の数値実施例（表２〜表９および表１１〜表１８）のレンズ構成に対応する第２乃至第９の構成例の断面構成を、図２〜図９に示す。図１〜図９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９の構成例についても説明する。

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、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２０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２１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の像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レンズの像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。

さらに、開口絞りＳｔは、光軸方向において第１レンズＬ１の像側の面より物体側に配置されることが好ましい。開口絞りＳｔを第１レンズＬ１の像側の面より物体側に配置することにより、より好適に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ことを抑制することができ、より高い光学性能を実現することができる。

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。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。このように、第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けたものとすることにより、最終形態での全長を短縮化できる。

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。また、第２レンズＬ２は、光軸近傍において像側に凹面を向けていることが好ましい。第２レンズを像側に凸面を向けたものとした場合よりも、物体側の面の負のパワーとのバランスを良好に維持できるため、高次の球面収差の発生を抑制しやすい。さらに、第２レンズＬ２が光軸近傍において像側に凹面を向けたメニスカス形状とされることがより好ましい。第２レンズが光軸近傍において像側に凹面を向けたメニスカス形状である場合には、さらに好適に全長の短縮化を実現することができる。

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。

第４レンズＬ４は、光軸近傍において負の屈折力を有している。

第５レンズＬ５は、光軸近傍において正の屈折力を有している。また、第５レンズＬ５は、光軸近傍において像側に凸面を向けたものであることが好ましい。第５レンズＬ５が像側に凸面を向けたものとした場合には、非点収差を良好に補正できる。さらに、第５レンズＬ５が両凸形状である場合には、さらに好適に全長の短縮化を実現することができる。

また、後述するようにこの撮像レンズＬは、第６レンズＬ６の像側の面を光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状としている。この第６レンズＬ６の形状に対応するように、第５レンズＬ５の形状を適切にすることにより、全長の短縮化により生ずる像面湾曲および／または歪曲収差の増大をさらに効果的に抑制し、特に像面湾曲を良好に補正することができる。第５レンズＬ５の凸のパワーを有する部分に光軸方向に対応する第６レンズＬ６の部分は凹，第５レンズＬ５の凹形状を有する部分に光軸方向に対応する第６レンズＬ６の部分は凸形状となることが望ましい。

第６レンズＬ６は、上述したように像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状を有している。このため、全長の短縮化を図りつつ、全長の短縮化により生ずる像面湾曲および／または歪曲収差の増大を抑制し、諸収差を良好に補正することができる。さらに、第６レンズＬ６の像側面の上記形状により、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。なお、ここでいう周辺部は、最大有効半径の略５割から７割より半径方向外側を意味する。

また、第６レンズＬ６は、負の屈折力を有することが好ましい。第１レンズＬ１から第５レンズＬ５までを１つの正の光学系とみなすと、第６レンズＬ６を負の屈折力を有するものとした場合には、撮像レンズを全体としてテレフォト型の構成とすることができ、好適に全長を短縮化することができる。

この撮像レンズＬは、上記のように、正の屈折力の第１レンズＬ１、負の屈折力の第２レンズＬ２、正の屈折力の第３レンズＬ３、負の屈折力の第４レンズＬ４、正の屈折力の第５レンズＬ５を備え、正レンズと負レンズを交互に配置している。このため、各正レンズで生じた球面収差を像側に隣接する負レンズにより良好に補正することができるため、従来のレンズよりも高次球面収差の発生を抑制し、球面収差を良好に補正することができる。

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。

また、上記撮像レンズＬを構成する各レンズＬ１乃至Ｌ６は接合レンズでなく単レンズとすることが好ましい。各レンズＬ１乃至Ｌ６のいずれかを接合レンズとした場合よりも、非球面数が多いため、各レンズの設計自由度が高くなり、好適に全長の短縮化を図ることができるからである。

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２レンズＬ２のｄ線に関するアッベ数νｄ２は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
νｄ２＜３５ ・・・・・・（１）
条件式（１）は、第２レンズＬ２のｄ線に関するアッベ数νｄ２の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式（１）を満足することで、第２レンズＬ２を高分散の材質により構成することにより、軸上色収差の補正に有利になる。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い。
νｄ２＜３０ ・・・・・・（１−１）

また、第４レンズＬ４のｄ線に関するアッベ数νｄ４は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
νｄ４＜３５ ・・・・・・（２）
条件式（２）は、第４レンズＬ４のｄ線に関するアッベ数νｄ４の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式（２）を満足することで、第４レンズＬ４を高分散の材質により構成することにより、高次の軸上色収差の補正に有利になる。また、第５レンズＬ５および／または第６レンズＬ６に発生しやすい倍率色収差を良好に補正することができる。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い。
νｄ４＜３０ ・・・・・・（２−１）

また、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２および第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４は、以下の条件式（３）を満足する。
１／ｆ２＜１／ｆ４ ・・・・・・（３）
条件式（３）は、第２レンズの焦点距離ｆ２と第４レンズの焦点距離ｆ４の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（３）を満たさない場合には、レンズ系全体に対して第４レンズＬ４の負の屈折力が第２レンズＬ２に対して強すぎて、軸上色収差と倍率色収差をバランスよく補正することが難しくなり、特に軸上色収差の補正が困難となる。このため、条件式（３）の範囲を満たすことで、諸収差を良好に補正することができる。

また、第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６および第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４は、以下の条件式（４）を満足する。
１／ｆ６＜１／ｆ４ ・・・・・・（４）
条件式（４）は、第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６と第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（４）を満たさない場合には、レンズ系全体に対して第６レンズＬ６の負の屈折力が第４レンズＬ４の負の屈折力に対して弱くなりすぎるため、像面湾曲が増大し、良好な画像性能を得ることが難しい。このため、条件式（４）の範囲を満たすことで、諸収差を良好に補正することができる。

さらに、第６レンズの焦点距離ｆ６と第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２および第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４は、下記式（４−１）を満たすことがより好ましい。条件式（４−１）を満たす場合には、レンズ系全体において第４レンズＬ４、第２レンズＬ２、第６レンズＬ６の順に負の屈折力が強いため、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４の負の屈折力に対して第６レンズＬ６の負の屈折力が好適な強さとなり、軸上色収差をさらに良好に補正することができる。
１／ｆ６＜１／ｆ２＜１／ｆ４ ・・・・・・（４−１）

また、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３および第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１は、以下の条件式（５）を満足する。
１／ｆ３＜１／ｆ１ ・・・・・・（５）
条件式（５）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（５）を満足しない場合には、第３レンズＬ３の正の屈折力に対して第１レンズＬ１の正の屈折力が強くなりすぎて、全長の短縮化が難しくなる。このため、条件式（５）の範囲を満たすことで、好適にレンズ系全体の長さを短縮化できる。

また、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１および第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５は、以下の条件式（６）を満足する。
１／ｆ１＜１／ｆ５ ・・・・・・（６）
条件式（６）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（６）を満足しない場合には、全長の短縮化には好適であるものの像面湾曲の増大を招いてしまう。このため、条件式（６）の範囲を満たすことで、レンズ系全体の長さを短縮化しつつ像面湾曲を良好に補正することができる。

また、最大画角における主光線の光軸に対する入射角αが下記の条件式（７）を満たすように、上記撮像レンズＬの第１〜第６レンズの各構成を設定することが好ましい。
α＜４５ ・・・・・・（７）
条件式（７）は、最大画角の主光線の結像面に対する入射角α（CRA: Chief Ray Angle）の好ましい数値範囲を規定するものである。図１０は、図１に示す撮像レンズＬにおける光路を示すレンズ断面図である。図１０において、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２および最大画角の光束３の各光路と、最大画角の光束３に係る主光線ＣＲの結像面に対する入射角αを示す。撮像素子の条件式（７）を満たすように上記撮像レンズＬの第１〜第６レンズの各構成を設定した場合には、入射角αが適切な値となっているため、図１に示すような全画角２ωが６５度を超えるような広角レンズを搭載した撮像装置であっても、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。なお、特許文献３に記載されたレンズによれば、最大画角における主光線の結像面に対する入射角αが極めて大きいものとなっている。結像面に撮像素子を配置した撮像装置においては、最大画角における主光線の結像面に対する入射角αは、撮像素子に対する光線の入射角と同じものとなるため、特許文献３に記載されたレンズに対して結像面に撮像素子を配置しても、撮像素子に対して入射角が大きすぎて、特に結像領域の周辺部において十分な解像性能を得ることができない。また、上記の観点により、下記条件式（７−１）を満たすことがより好ましい。
α＜４０ ・・・・・・（７−１）

また、上述したように第２レンズＬ２は、光軸近傍において像側に凹面を向けたものであることが好ましく、この場合に下記条件式（８）を満たすことがさらに望ましい。
−１．０＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜０・・・（８）
条件式（８）は、第２レンズＬ２のｄ線に対する屈折率Ｎｄ２と第２レンズの像側の曲率半径Ｒ５の好ましい数値範囲を規定するものである。第２レンズＬ２が光軸近傍において像側に凹面を向けたものである場合に、条件式（８）を満足することにより、さらに第２レンズＬ２の物体側の面の負のパワーとのバランスを良好に維持できるため、高次の球面収差の発生をより好適に抑制できる。この観点から、更に下記条件式（８−１）を満たすことが好ましい。
−０．３＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜−０．０５・・・（８−１）

また、上述したように第５レンズＬ５は、光軸近傍において像側に凸面を向けたものであることが好ましく、この場合に下記条件式（９）を満たすことが望ましい。
０＜（１―Ｎｄ５）／Ｒ１１＜１．０・・・（９）
条件式（９）は、第５レンズのｄ線に対する屈折率Ｎｄ５と第５レンズの像側の曲率半径Ｒ１１ の好ましい数値範囲を規定するものである。第５レンズＬ５が光軸近傍において像側に凸面を向けたものである場合に、条件式（９）を満足することにより、さらに良好に非点収差を補正することができる。この観点から、更に下記条件式（９−１）を満たすことが好ましい。
０．０５＜（１−Ｎｄ５）／Ｒ１１＜０．４・・・（９−１）

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レンズと第６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、Ｆナンバーが小さく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１０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１０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）と、ＦナンバーＦｎｏ.と、全画角２ω（°）と、最大画角における主光線の結像面に対する入射角α（°）と、レンズ全長ＴＬ（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１０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２および表１１に示す。また同様にして、図３〜図９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９として、表３〜９および表１２〜１８に示す。これらの実施例１〜９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１１（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、正弦条件違反量（図中では正弦条件と記載）、非点収差、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１２（Ａ）〜（Ｅ）に示す。同様にして、実施例３乃至実施例９の撮像レンズについての諸収差を図１３（Ａ）〜（Ｅ）乃至図１９（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

また、表１９には、本発明に係る各条件式（１）〜（６）に関する値を、各実施例１〜９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。

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、かつ、物体側に凸面を向けた第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状である第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、第３レンズの像側の面より物体側に配置された開口絞りを備え、第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

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。また、各実施例に示すように、第３レンズＬ３は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。

また、表１９には、本発明に係る各条件式（１）〜（９）に関する値を、各実施例１〜９についてそれぞれまとめたものを示す。

Claims (18)

1. 物体側から順に、
   正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第１レンズと、
   負の屈折力を有する第２レンズと、
   正の屈折力を有する第３レンズと、
   負の屈折力を有する第４レンズと、
   正の屈折力を有する第５レンズと、
   像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、かつ、周辺部で凸形状である第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、
   前記第３レンズの像側の面より物体側に配置された開口絞りを備え、
   前記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする撮像レンズ。
2. 前記第６レンズが負の屈折力を有するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記第２レンズが像側に凹面を向けたものであ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. 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３記載の撮像レンズ。
   −１．０＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜０・・・（８）
   ただし、
   Ｎｄ２：第２レンズのｄ線に対する屈折率
   Ｒ５：第２レンズの像側の曲率半径
   とする。
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４記載の撮像レンズ。
   −０．３＜（１−Ｎｄ２）／Ｒ５＜−０．０５・・・（８−１）
6. 前記第５レンズが像側に凸面を向けたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
7. 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６記載の撮像レンズ。
   ０＜（１−Ｎｄ５）／Ｒ１１＜１．０・・・（９）
   ただし、
   Ｎｄ５：第５レンズのｄ線に対する屈折率
   Ｒ１１：第５レンズの像側の曲率半径
   とする。
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７記載の撮像レンズ。
   ０．０５＜（１−Ｎｄ５）／Ｒ１１＜０．４・・・（９−１）
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乃至８のいずれか1項記載の撮像レンズ。
   １／ｆ２＜１／ｆ４ ・・・・・・（３）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
   とする。
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乃至９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    １／ｆ６＜１／ｆ４ ・・・・・・（４）
    ただし、
    ｆ６：前記第６レンズの焦点距離
    ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
    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乃至１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    １／ｆ３＜１／ｆ１ ・・・・・・（５）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
    ｆ３：前記第３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乃至１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    １／ｆ１＜１／ｆ５ ・・・・・・（６）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
    ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
    とする。
13. 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乃至１２のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    νｄ２＜３５ ・・・・・・（１）
    ただし、
    νｄ２：前記第２レンズのｄ線に関するアッベ数
    とする。
14. 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１３記載の撮像レンズ。
    νｄ２＜３０ ・・・・・・（１−１）
15. 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乃至１４いずれか１項記載の撮像レンズ。
    νｄ４＜３５ ・・・・・・（２）
    ただし、
    νｄ４：前記第４レンズのｄ線に関するアッベ数
    とする。
16. 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１５記載の撮像レンズ。
    νｄ４＜３０ ・・・・・・（２−１）
17. 前記開口絞りが前記第１レンズの像側の面より物体側に配置されたものであることを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載の撮像レンズ。
18. 請求項１乃至１７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。