JP2015215398A - ６枚の光学素子構成の撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】低背化の要求に十分応え、Ｆ２．４以下の明るさと、広い画角に対応しながらも、諸収差が良好に補正された小型の撮像レンズを低コストで提供すること。
【解決手段】物体側から像側に向かって順に、第１の光学素子としての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、第２の光学素子としての像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、第３の光学素子としての正の屈折力を有する第３レンズと、第４の光学素子としての像側に凸面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第４レンズと、第５の光学素子としての像側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズとを備えており、前記第１レンズから撮像面までの間に、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子を１枚配置して構成した。
【選択図】図１

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し、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などの情報端末機器、更にはカメラ機能が付加された家電製品等に搭載される撮像装置に内蔵する６枚の光学素子で構成される撮像レンズに関するものである。

本発明において、光学素子の内でレンズか否かの分類は、光軸上の屈折力の有無によって分類されるものである。光軸上で屈折力の有る光学素子をレンズと呼ぶ。レンズ機能のない光学素子は、全体の焦点距離を変更することなく、周辺部の収差の改善に寄与させることができる。なお、レンズの面形状について、凸面、凹面とは近軸（光軸近傍）における形状を指すものとする。また、非球面に形成される変極点とは、接平面が光軸と垂直に交わる非球面上の点を意味するものとする。

近年、多くの情報端末機器にカメラ機能が搭載されることが一般的になった。また、カメラ付きの家電製品も登場するようになり、例えばスマートフォンと家電製品とを通信させることで、外出先からでも家電製品に搭載したカメラを通して自宅の様子をタイムリーに観察しながら、様々な機能をスマートフォン上でコントロールをすることも可能になった。このような、いわゆるスマート家電と呼ばれる製品として、既に掃除機、エアコン、冷蔵庫などが広く普及するようになった。その一方で、いわゆるウェアラブル端末と呼ばれる製品として、カメラ機能を備えた眼鏡や腕時計等も登場している。様々な製品にカメラ機能を融合させることで、従来では考えられなかったような機能を備えた高付加価値の商品が続々と登場するようになっており、消費者の利便性や満足度を高めた商品開発は今後も益々発展していくものと考えられる。このような製品に搭載するカメラの性能は、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、小型で、低背であり、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も求められる。例えば、携帯端末機器への適用に対しては、高い解像力を備えた明るく低背な撮像レンズの要求が強いが、一方、様々な家電製品等への応用に対しては、これらの性能を満足するとともに、広い被写体の像を撮影可能な広角化された撮像レンズの要求が強い。

しかしながら、低背で明るく、さらに広画角の撮像レンズを得るには、画面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結像性能を確保することには課題があった。

従来、小型で高解像力を備えた撮像レンズとして、例えば、以下の特許文献１、２のような撮像レンズが知られている。

特許文献１には、物体側より順に、正の第１レンズと、正の第２レンズと、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズからなり、小型でＦ２程度の明るさを有し、諸収差が良好に補正された５枚構成の撮像レンズが開示されている。

特許文献２には、物体側に凸状の第１レンズを含む第１レンズ群、結像側に凹状の第２レンズを含む第２レンズ群、物体側に凹状のメニスカス形状の第３レンズを含む第３レンズ群、物体側に凹状のメニスカス形状の第４レンズを含む第４レンズ群、及び物体側に変曲点を有する非球面が配されたメニスカス形状の第５レンズを含む第５レンズ群を備え、撮像レンズ系の大型化を抑制する態様にて撮像レンズ系に対して高解像力を具備させることを目的とした撮像レンズが開示されている。

特開２０１０−０２６４３４号公報 特開２０１１−０８５７３３号公報

上記特許文献１に記載の撮像レンズは、５枚構成として諸収差を良好に補正しつつ、Ｆ値は２．０から２．５程度の明るいレンズ系を実現している。しかし、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さよりも光学全長の方が長く、低背化に不利な構成になっている。また、焦点距離も長く、画角は６２°程度であり、この構成で例えば７０°以上の広角化に対応するには周辺部の収差補正に課題がある。

上記特許文献２に記載の撮像レンズは、比較的低背で良好に収差が補正されたレンズ系が開示されている。しかし、Ｆ値は２．８で画角は最大で６６°程度までにしか対応できない。この構成で、例えばＦ２．４以下の明るさと、７０°以上の画角に適応させるためには、やはり周辺部の収差補正に課題が残る。

このように、従来の技術においては、低背化と広角化に対応し、且つ明るく、高解像度の撮像レンズを得ることは困難であった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成枚数を増やしても低背化の要求に十分応え、Ｆ２．４以下の明るさと、広い画角に対応しながらも、諸収差が良好に補正された小型の撮像レンズを低コストで提供することにある。

なお、ここでいう低背とは、光学全長が撮像素子の有効撮像面の対角線の長さよりも短いレベルを指しており、広角とは全画角で７０°以上のレベルを指している。また、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さとは、撮像レンズに入射した最大画角からの光線が撮像面に入射する位置の光軸から垂直な高さ、すなわち最大像高を半径とする有効像円の直径と同じとして扱う。

本発明の撮像レンズは、固体撮像素子上に被写体の像を結像する６枚の光学素子構成の撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、第１の光学素子としての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、第２の光学素子としての像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、第３の光学素子としての正の屈折力を有する第３レンズと、第４の光学素子としての像側に凸面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第４レンズと、第５の光学素子としての像側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズとを備えており、前記第１レンズから撮像面までの間に、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子を１枚配して構成している。

上記構成における６枚の光学素子構成の撮像レンズは、物体側から順に正、負、正、負の屈折力で配置することでテレフォト性を高め低背化を図っている。

上記構成における６枚の光学素子構成の撮像レンズは、第１レンズの屈折力を強めることで低背化を図り、第２レンズで球面収差および色収差を良好に補正し、第３レンズで低背化を維持しつつ、非点収差、および像面湾曲の補正をする。第４レンズを像側に凸面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面のレンズにすることで、第３レンズで発生した球面収差を補正するとともに、像面湾曲を良好に補正する。第５レンズは、像側に凹面を向けた正または負の屈折力有するレンズであり、両面に形成した非球面によって、主に周辺部の像面湾曲と歪曲収差の補正をする。このような屈折力を有する５枚のレンズ構成に加えて、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子を、第１レンズから撮像面までの間に１枚配置することで、画面周辺部における収差補正を良好なものとする。

上記構成で配置される第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子は、近軸では平行平板の形状になっているため、撮像レンズ全系の屈折力、及び各レンズの屈折力に影響を与えることは無い。従って、光学系の焦点距離を変えることなく周辺部のみの収差を改善する場合に有効である。

また、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子は、第１レンズから撮像面までの間に配置することで、両面に形成した非球面の効果により、特に収差補正光学素子よりも物体側に配置された光学素子において発生する周辺部の収差を、良好に補正することが可能なため、広い画角からの光線に対する収差の改善に有効に機能する。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（３）を満足することが望ましい。
（１）０．０５＜ＴＮ／ｆ＜０．５
（２）０．０３＜ｄＮ／ｆ＜０．１
（３）４０＜νｄＮ＜７０
ただし、
ＴＮ：収差補正光学素子が配置されるレンズ間隔の光軸上の距離
ｄＮ：収差補正光学素子の光軸上の厚み
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
νｄＮ：収差補正光学素子のｄ線に対するアッベ数

条件式（１）は、実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子が配置されるスペースを適切に規定するものであり、低背化の維持と収差補正との両立を図るための条件である。条件式（１）の上限値を上回ると、収差補正光学素子を配置するレンズ間隔が広くなり過ぎて低背化が困難になる。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、収差補正光学素子の配置スペースが狭くなるため、周辺部の形状的な制約を受けやすく、適切な非球面が形成できないことで収差補正の機能が十分発揮できない。なお、収差補正光学素子が第５レンズと撮像面との間に配置される場合、条件式（１）における収差補正光学素子が配置されるレンズ間隔の光軸上の距離とは第５レンズの像側の面と撮像面までの光軸上の距離を指すものとする。

条件式（２）は、実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子の光軸上の厚みと光学系全体の焦点距離との関係を適切に規定するものであり、条件式（２）の範囲内に規定することで収差補正光学素子が適切な厚みとなり、低背化を維持しつつ軸外の収差補正機能を十分発揮することが可能になる。

条件式（３）は、実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子の材料に関し、アッベ数を適切な範囲に規定するものであり、条件式（３）を満足する材料、すなわち低分散な材料を採用することによって、周辺部の収差補正を容易にする。また、条件式（３）の範囲は、安価なプラスチック材料の選択を可能にするため低コスト化に寄与する。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズにおいて、第５レンズは屈折力を有する光学素子の中で最も弱い正または負の屈折力に設定された像側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであり、物体側および像側の面は光軸上以外の位置に変極点が形成された非球面形状であることが望ましい。第５レンズを最も弱い屈折力に設定することで、第５レンズの製造誤差感度を低めて製造を容易にし、変極点が形成された非球面形状にすることで像面湾曲および歪曲収差の補正を容易にするとともに、撮像素子への光線入射角の適切な制御が可能になる。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（４）、（５）を満足することが望ましい。
（４）０．０８＜Ｔ２３／ｆ＜０．２
（５）０．０３＜ｄ２／ｆ＜０．０８
ただし、
Ｔ２３：第２レンズと第３レンズの光軸上の空気間隔
ｄ２：第２レンズの光軸上の厚み
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

条件式（４）は、第２レンズと第３レンズの光軸上の空気間隔を適切に設定するための条件である。条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズと第３レンズの間隔が広くなり過ぎて、低背化が困難となるとともに、収差補正光学素子を第２レンズと第３レンズとの間に配置したとしても、歪曲収差や像面湾曲の増大によって補正が不十分となりやすく、高い結像性能が得にくくなる。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、第２レンズと第３レンズの間隔が狭くなり過ぎ、第３レンズに入射する軸外光束の光線高の差が十分確保できず、その結果コマ収差の補正が困難になる。

条件式（５）は、第２レンズの光軸上の厚みを適切に設定するための条件である。条件式（５）の上限値を上回ると、第２レンズの厚みが厚くなりすぎ、第２レンズの物体側および像側の空気間隔を確保するために光学全長が長くなりやすい。また、第１レンズと第２レンズとの間に収差補正光学素子を配置する際はそのスペースを確保することで低背化が困難になる。一方、条件式（５）の下限値を下回ると、第２レンズの物体側および像側の空気間隔を確保し、低背化を維持しながら収差補正光学素子を配置することが容易になるが、第２レンズの光軸上の厚みが薄くなりすぎ、第２レンズの成形性が損なわれ、製造が困難になる。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．０＜ｆ１２／ｆ＜１．６
ただし、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

条件式（６）は、第１レンズと第２レンズとの正の合成焦点距離と光学系全体の焦点距離との関係を適切な範囲に規定し、低背化と良好な色収差補正をするための条件である。条件式（６）の上限値を上回ると、第２レンズの負の屈折力が相対的に強くなるため、第２レンズによる色収差の補正には有利になるが、第２レンズの負の屈折力が相対的に強まるため、低背化に不利になる。一方、条件式（６）の下限値を下回ると、第１レンズの屈折力が相対的に強まるため、低下には有利になるが、第２レンズの負の屈折力が相対的に弱まるため、色収差の補正が困難になる。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）１．０＜ｆ３／ｆ＜２．０
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

条件式（７）は第３レンズの焦点距離と光学系全体の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものであり、低背化と球面収差およびコマ収差を良好に補正するための条件である。条件式（７）の上限値を上回ると、第３レンズの正の屈折力が弱まるため、低背化に不利になる。一方、条件式（７）の下限値を下回ると、第３レンズの正の屈折力が強くなり過ぎ、球面収差、およびコマ収差の増大を招き、十分な補正が出来ない。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）−２．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．２
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

条件式（８）は第４レンズと第５レンズの負の合成焦点距離と光学系全体の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものであり、低背化と良好な色収差補正を行うための条件である。条件式（８）の上限値を上回ると、第４レンズと第５レンズの負の合成屈折力が強くなり過ぎ、色収差の補正には有利になるものの、低背化に不利になる。一方、条件式（８）の下限値を下回ると、第４レンズと第５レンズの負の合成屈折力が弱くなり過ぎ、色収差の十分な補正が困難になる。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）２．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜５．０
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

条件式（９）は第２レンズの近軸における形状を適切な範囲に規定し、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（９）の範囲内で第２レンズの像側の凹面の屈折力を強めることによって、色収差、および軸外のコマ収差、非点収差、像面湾曲の補正が容易になる。

また、上記構成おける６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（１０）から（１２）を満足することが望ましい。
（１０）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１１）２０＜νｄ４−νｄ３＜４０
（１２）４０＜νｄ５＜７０
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
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
νｄ５：第５レンズのｄ線に対するアッベ数

条件式（１０）から（１２）は、第１レンズから第５レンズそれぞれのアッベ数を適切な範囲に規定し、良好な色収差補正を行うための条件である。それぞれのレンズに対して条件式（１０）から（１２）の範囲の材料に規定することで、良好な色収差補正を容易にする。また、これらの条件式の範囲は、すべてのレンズをプラスチック材料で構成することが可能であることをも示すものであり、低コストへの対応を容易にする。

本発明により、低背化の要求に十分応え、Ｆ２．４以下の明るさと、広い画角に対応しながらも、諸収差が良好に補正された小型の撮像レンズを低コストで得ることが出来る。

本発明の実施形態に係る数値実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。 本発明の実施形態に係る数値実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。 本発明の実施形態に係る数値実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。 本発明の実施形態に係る数値実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。 本発明の実施形態に係る数値実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。 本発明の実施形態に係る数値実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値実施例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。

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及び図１１はそれぞれ、本実施形態の実施例１から６に係る６枚の光学素子構成の撮像レンズの概略構成図を示している。何れの実施例も基本的な構成は同様のため、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６枚の光学素子構成の撮像レンズは、物体側から順に、第１の光学素子としての正の第１レンズＬ１と、第２の光学素子としての負の第２レンズＬ２と、第３の光学素子としての正の第３レンズＬ３と、第４の光学素子としての負の第４レンズＬ４と、第５の光学素子としての負の第５レンズＬ５とを備え、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間には、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥが配置されて構成されている。従って、本実施形態の６枚の光学素子構成の撮像レンズは５枚の屈折力を有するレンズと、１枚の実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子との合計６枚で構成されている。

また、第５レンズＬ５と撮像面ＩＭＧとの間には、赤外線カットフィルタ等のフィルタＩＲが配置されている。なお、このフィルタＩＲは省略することも可能である。本実施形態に係る撮像レンズの光学全長やバックフォーカスの値はフィルタＩＲを空気換算した距離として定義している。また、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側に配置している。

本実施形態の６枚の光学素子構成の撮像レンズは、第１レンズＬ１から第４レンズＬ４の屈折力が正、負、正、負の配列であり、テレフォト性を高めて低背化を実現するのに有利な構成になっている。第１レンズＬ１は、両凸形状に形成されており、屈折力を強めることで低背化を図っている。第２レンズＬ２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、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、像側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されており、正の屈折力によって低背化を維持しつつ、非点収差、および像面湾曲の補正をしている。第４レンズＬ４は、像側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されており、第３レンズＬ３で発生した球面収差を補正するとともに、両面に形成した非球面によって、像面湾曲を良好に補正している。第５レンズＬ５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、両面に形成した非球面によって、主に周辺部の像面湾曲と歪曲収差の補正をしている。このような屈折力を有する５枚のレンズ構成に加えて、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子ＮＥを、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配置し、周辺部で発生する収差を良好に補正している。

第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子ＮＥは、近軸では平行平板の形状になっているため、撮像レンズ全系の屈折力に影響を与えることは無く、また第１レンズＬ１から第５レンズＬ５の５枚のレンズの屈折力に影響を与えることは無い。従って、焦点距離やレンズの中心厚等のパラメータを変化させることなく、周辺部のみの収差を補正する。

また、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子ＮＥは、第１レンズＬ１から撮像面ＩＭＧまでの間に配置することで、両面に形成した非球面の効果により、特に収差補正光学素子ＮＥよりも物体側に配置されたレンズにおいて発生する周辺部の収差を良好に補正する。従って、広い画角からの光線に対する収差の改善に有効に機能するため、広角化および低Ｆ値化に伴って増大する周辺部の収差補正に寄与する。

さらに、収差補正光学素子ＮＥが配置される位置は、実施例２のように第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間、実施例３のように第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間、実施例４のように第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間、実施例５、６のように第５レンズＬ５と撮像面ＩＭＧとの間であってもよい。つまり、任意のレンズ間隔内に配置することで、収差補正光学素子ＮＥよりも物体側に位置するレンズの周辺部で発生する収差を良好に補正する。

なお、第１レンズＬ１の形状は両凸形状に限定されるものではなく、実施例３から実施例６に示すように、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であっても良い。また、第３レンズＬ３の形状は像側に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、実施例２に示すように両凸形状であっても良い。また、第５レンズＬ５の屈折力は負に限定されるものではなく、第４レンズＬ４との合成屈折力が負になるよう適切にバランスさせることで、正の屈折力にすることも可能である。実施例２から実施例５は第５レンズＬ５が正の屈折力になる例である。

開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側に配置している。従って、射出瞳位置が撮像面ＩＭＧから遠ざかるため、テレセントリック性の確保が容易になっている。

本実施形態における６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（１２）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）０．０５＜ＴＮ／ｆ＜０．５
（２）０．０３＜ｄＮ／ｆ＜０．１
（３）４０＜νｄＮ＜７０
（４）０．０８＜Ｔ２３／ｆ＜０．２
（５）０．０３＜ｄ２／ｆ＜０．０８２
（６）１．０＜ｆ１２／ｆ＜１．６
（７）１．０＜ｆ３／ｆ＜２．０
（８）−２．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．２
（９）２．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜５．０
（１０）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１１）２０＜νｄ４−νｄ３＜４０
（１２）４０＜νｄ５＜７０
ただし、
ＴＮ：収差補正光学素子ＮＥが配置されるレンズ間隔の光軸Ｘ上の距離
ｄＮ：収差補正光学素子ＮＥの光軸Ｘ上の厚み
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
νｄＮ：収差補正光学素子ＮＥのｄ線に対するアッベ数
Ｔ２３：第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の光軸Ｘ上の空気間隔
ｄ２ ：第２レンズＬ２の光軸Ｘ上の厚み
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離
ｆ３ ：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４５：第４レンズＬ４と第５レンズＬ５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
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

また、本実施形態における６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（１ａ）から（１２ａ）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）０．０５＜ＴＮ／ｆ＜０．４０
（２ａ）０．０４＜ｄＮ／ｆ＜０．０８
（３ａ）４５＜νｄＮ＜６５
（４ａ）０．０９＜Ｔ２３／ｆ＜０．１８
（５ａ）０．０４＜ｄ２／ｆ＜０．０６
（６ａ）１．０＜ｆ１２／ｆ＜１．５
（７ａ）１．０＜ｆ３／ｆ＜１．６
（８ａ）−１．８＜ｆ４５／ｆ＜−１．５
（９ａ）２．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜４．８
（１０ａ）２５＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１１ａ）２５＜νｄ４−νｄ３＜４０
（１２ａ）４５＜νｄ５＜６５
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６枚の光学素子構成の撮像レンズは、以下の条件式（１ｂ）から（１２ｂ）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）０．０６≦ＴＮ／ｆ≦＜０．３５
（２ｂ）０．０５≦ｄＮ／ｆ≦０．０７
（３ｂ）５０＜νｄＮ＜６０
（４ｂ）０．１０≦Ｔ２３／ｆ≦０．１７
（５ｂ）０．０５≦ｄ２／ｆ≦０．０６
（６ｂ）１．１３≦ｆ１２／ｆ≦１．４６
（７ｂ）１．１９≦ｆ３／ｆ≦１．８７
（８ｂ）−１．９９≦ｆ４５／ｆ≦−１．３８
（９ｂ）２．８２≦（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）≦４．４１
（１０ｂ）２８＜νｄ１−νｄ２＜３６
（１１ｂ）２８＜νｄ４−νｄ３＜３６
（１２ｂ）５０＜νｄ５＜６０
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。

本実施形態では、すべてのレンズ面を非球面で形成している。これらのレンズ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、ＴＬＡはフィルタＩＲを空気換算した際の光学全長を、ｂｆはフィルタＩＲを空気換算した際のバックフォーカスをそれぞれ示す。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。

数値実施例１
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔内に配置されている。

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

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おり、非点収差図はサジタル像面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。

数値実施例２
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間隔内に配置されている。

実施例２の撮像レンズは、表１に示すように条件式（１）から（１２）の全てを満たしている。

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。

数値実施例３
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間隔内に配置されている。

実施例３の撮像レンズは、表１に示すように条件式（１）から（１２）の全てを満たしている。

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。

数値実施例４
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の間隔内に配置されている。

実施例４の撮像レンズは、表１に示すように条件式（１）から（１２）の全てを満たしている。

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。

数値実施例５
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第５レンズＬ５と撮像面ＩＭＧの間隔内に配置されている。

実施例５の撮像レンズは、表１に示すように条件式（１）から（１２）の全てを満たしている。

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。

数値実施例６
基本的なレンズデータを以下に示す。

本実施例では、実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子ＮＥは第５レンズＬ５と撮像面ＩＭＧの間に配置されている。

実施例６の撮像レンズは、表１に示すように条件式（１）から（１２）の全てを満たしている。

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。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る６枚の光学素子構成の撮像レンズは、５枚の屈折力を有するレンズで構成される撮像レンズに１枚の実質的に屈折力を有さない収差補正光学素子を加えた、６枚という構成枚数を採りながらも、光学全長を短く抑えた小型な光学系を実現する。低背化率を光学全長ＴＬＡと最大像高ｉｈとの比（ＴＬＡ／２ｉｈ）で表せば０．８前後のレベルを実現する。さらに、全画角で７０°以上の広い画角を達成し、且つレンズの明るさもＦ２．４以下に対応しながら、諸収差が良好に補正された低コストの撮像レンズを可能にする。

本発明の各実施の形態に係る６枚の光学素子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電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯端末機器等、ゲーム機やＰＣなどの情報端末機器等、更にはカメラ機能が付加された家電製品等に搭載される撮像装置に適用した場合、当該装置の小型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
ＮＥ：収差補正光学素子
ＩＲ：フィルタ
ＩＭＧ：撮像面

Claims (14)

1. 固体撮像素子上に被写体の像を結像する６枚の光学素子構成の撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、第１の光学素子としての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、第２の光学素子としての像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、第３の光学素子としての正の屈折力を有する第３レンズと、第４の光学素子としての像側に凸面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第４レンズと、第５の光学素子としての像側に凹面を向けた両面が非球面の第５レンズとを備えており、前記第１レンズから撮像面までの間に、第６の光学素子としての実質的に屈折力を有さない両面が非球面の収差補正光学素子を１枚配して構成したことを特徴とする６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
2. 前記収差補正光学素子が前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
3. 前記収差補正光学素子が前記第２レンズと前記第３レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
4. 前記収差補正光学素子が前記第３レンズと前記第４レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
5. 前記収差補正光学素子が前記第４レンズと前記第５レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
6. 前記収差補正光学素子が前記第５レンズと撮像面との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
7. 以下の条件式（１）から（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
   （１）０．０５＜ＴＮ／ｆ＜０．５
   （２）０．０３＜ｄＮ／ｆ＜０．１
   （３）４０＜νｄＮ＜７０
   ただし、
   ＴＮ：収差補正光学素子が配置されるレンズ間隔の光軸上の距離
   ｄＮ：収差補正光学素子の光軸上の厚み
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
   νｄＮ：収差補正光学素子のｄ線に対するアッベ数
8. 前記第５レンズは、屈折力を有する光学素子の中で最も弱い正または負の屈折力に設定された像側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであり、物体側および像側の面は光軸上以外の位置に変極点が形成された非球面形状であることを特徴とする請求項１または７に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
9. 以下の条件式（４）、（５）を満足することを特徴とする請求項１または７に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
   （４）０．０８＜Ｔ２３／ｆ＜０．２
   （５）０．０３＜ｄ２／ｆ＜０．０８
   ただし、
   Ｔ２３：第２レンズと第３レンズの光軸上の空気間隔
   ｄ２：第２レンズの光軸上の厚み
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
10. 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７に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
    （６）１．０＜ｆ１２／ｆ＜１．６
    ただし、
    ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
    ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
11. 以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１または１０に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
    （７）１．０＜ｆ３／ｆ＜２．０
    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
12. 以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１または１１に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
    （８）−２．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．２
    ただし、
    ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
    ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
13. 以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１または７に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
    （９）２．５＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜５．０
    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
14. 以下の条件式（１０）から（１２）を満足することを特徴とする請求項１または７に記載の６枚の光学素子構成の撮像レンズ。
    （１０）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
    （１１）２０＜νｄ４−νｄ３＜４０
    （１２）４０＜νｄ５＜７０
    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
    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
    νｄ５：第５レンズのｄ線に対するアッベ数

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