特許第6232152号(P6232152)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6232152
(24)【登録日】2017年10月27日
(45)【発行日】2017年11月15日
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/02 20060101AFI20171106BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20171106BHJP
【FI】
   G02B13/02
   G02B13/18
【請求項の数】6
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2017-34076(P2017-34076)
(22)【出願日】2017年2月24日
【審査請求日】2017年2月24日
(31)【優先権主張番号】201611151643.1
(32)【優先日】2016年12月14日
(33)【優先権主張国】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】515342457
【氏名又は名称】エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】AAC TECHNOLOGIES PTE.LTD.
(74)【代理人】
【識別番号】100128347
【弁理士】
【氏名又は名称】西内 盛二
(72)【発明者】
【氏名】王 建明
【審査官】 小倉 宏之
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−225246(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2015/0085175(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2014/0327807(US,A1)
【文献】 米国特許第8780457(US,B2)
【文献】 国際公開第2014/175058(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 13/02
G02B 13/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像光学レンズであって、
物体側から像側まで順に、絞り、正の屈折力を有する第1のレンズ、負の屈折力を有する第2のレンズ、正の屈折力を有する第3のレンズ、負の屈折力を有する第4のレンズ、正の屈折力を有する第5のレンズ、及び負の屈折力を有する第6のレンズを備え、
撮像光学レンズ全体の焦点距離はfであり、前記第1のレンズの焦点距離はf1であり、前記第2のレンズの焦点距離はf2であり、前記第3のレンズの焦点距離はf3であり、前記第4のレンズの焦点距離はf4であり、前記第5のレンズの焦点距離はf5であり、前記第6のレンズの焦点距離はf6であり、以下の条件式(1)〜(7)を満足することを特徴とする撮像光学レンズ。
0.7<f1/f<0.8 (1)
−2<f2/f<−1.8 (2)
1.9<f3/f<2.1 (3)
−2.6<f4/f<−2.2 (4)
0.8<f5/f<1 (5)
−0.7<f6/f<−0.5 (6)
1.9<f3/f5<2.2 (7)
【請求項2】
前記第1のレンズの焦点距離f1、前記第2のレンズの焦点距離f2、前記第3のレンズの焦点距離f3、前記第4のレンズの焦点距離f4、前記第5のレンズの焦点距離f5、前記第6のレンズの焦点距離f6は、以下の条件式(8)〜(13)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
2.9<f1<3.1 (8)
−8<f2<−7 (9)
7.5<f3<8.5 (10)
−10.5<f4<−9 (11)
3<f5<4 (12)
−3<f6<−2 (13)
【請求項3】
前記第1のレンズの屈折率n1、前記第2のレンズの屈折率n2、前記第3のレンズの屈折率n3、前記第4のレンズの屈折率n4、前記第5のレンズの屈折率n5、及び前記第6のレンズの屈折率n6は、以下の条件式(14)〜(19)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
1.52<n1<1.56 (14)
1.62<n2<1.68 (15)
1.52<n3<1.56 (16)
1.62<n4<1.68 (17)
1.52<n5<1.56 (18)
1.52<n6<1.54 (19)
【請求項4】
前記第1のレンズのアッベ数v1、前記第2のレンズのアッベ数v2、前記第3のレンズのアッベ数v3、前記第4のレンズのアッベ数v4、前記第5のレンズのアッベ数v5、及び前記第6のレンズのアッベ数v6は、以下の条件式(20)〜(25)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
50<v1<60 (20)
20<v2<23 (21)
50<v3<60 (22)
20<v4<23 (23)
50<v5<60 (24)
50<v6<60 (25)
【請求項5】
撮像光学レンズの光学全長は、4.3mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
【請求項6】
撮像光学レンズの絞りF値は、1.87以下であることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズの分野に関し、特に、スマートフォン、デジタルカメラなどの携帯端末設備、モニタ、PCレンズなどの撮像装置に適用される撮像光学レンズに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォンの登場に伴い、小型撮像レンズに対するニーズがますます高まっているが、一般的な撮像レンズの感光素子として、電荷結合素子(Charge Coupled Device、CCD)又は相補性金属酸化半導体素子(Complementary Metal−Oxide Semiconductor Sensor、CMOS Sensor)の2種類のみが挙げられ、また、半導体製造プロセス技術が進歩したため、感光素子の画素寸法を小さくし、これに加え、現在の電子製品は、機能の良さやコンパクトの外形を発展傾向とするため、良好な結像品質を有する小型化撮像レンズは、現在の市場において、既に主流となっている。
【0003】
良好な結像品質を得るために、従来の携帯電話のカメラに搭載されたレンズは、3枚式又は4枚式のレンズ構造を採用することが多い。しかしながら、技術の発展及びユーザの多様化のニーズの増加に伴い、感光部材の画素面積が持続的に小さくなり、且つシステムの結像品質に対する要求がますます高まっている場合、6枚式のレンズ構造は、徐々にレンズの設計に現れている。しかしながら、一般的な6枚式レンズは、低いTTL(Total Track Length,レンズ全長)と大絞りの設計要求を満たすことができない。
【発明の概要】
【0004】
上記問題にに鑑て、本発明の目的は、低いTTLと大絞りの設計要求を満たすことができ、良好な感度表現を有する撮像光学レンズを提供することである。
【0005】
上記技術的課題を解決するために、本発明の実施形態は、撮像光学レンズを提供する。当該撮像光学レンズは、物体側から像側まで順に、絞り、正の屈折力を有する第1のレンズ、負の屈折力を有する第2のレンズ、正の屈折力を有する第3のレンズ、負の屈折力を有する第4のレンズ、正の屈折力を有する第5のレンズ、及び負の屈折力を有する第6のレンズを備え、撮像光学レンズ全体の焦点距離はfであり、前記第1のレンズの焦点距離はf1であり、前記第2のレンズの焦点距離はf2であり、前記第3のレンズの焦点距離はf3であり、前記第4のレンズの焦点距離はf4であり、前記第5のレンズの焦点距離はf5であり、前記第6のレンズの焦点距離はf6であり、以下の条件式(1)〜(7)を満足する。
0.7<f1/f<0.8 (1)
−2<f2/f<−1.8 (2)
1.9<f3/f<2.1 (3)
−2.6<f4/f<−2.2 (4)
0.8<f5/f<1 (5)
−0.7<f6/f<−0.5 (6)
1.9<f3/f5<2.2 (7)
【0006】
本発明の実施形態は、従来技術に対し、上記レンズの配置方式により、異なる屈折力と焦点距離を有するレンズを効果的に利用して収差を補正し、これにより、結像品質を向上させることができるだけでなく、この撮像光学レンズの光学全長を短縮するとともに、大絞りの設計要求を満たすことができ、良好な感度表現を有する。
【0007】
また、前記第1のレンズの焦点距離f1、前記第2のレンズの焦点距離f2、前記第3のレンズの焦点距離f3、前記第4のレンズの焦点距離f4、前記第5のレンズの焦点距離f5、前記第6のレンズの焦点距離f6は、以下の条件式(8)〜(13)を満足する。
2.9<f1<3.1 (8)
−8<f2<−7 (9)
7.5<f3<8.5 (10)
−10.5<f4<−9 (11)
3<f5<4 (12)
−3<f6<−2 (13)
【0008】
また、前記第1のレンズの屈折率n1、前記第2のレンズの屈折率n2、前記第3のレンズの屈折率n3、前記第4のレンズの屈折率n4、前記第5のレンズの屈折率n5、及び前記第6のレンズの屈折率n6は、以下の条件式(14)〜(19)を満足する。
1.52<n1<1.56 (14)
1.62<n2<1.68 (15)
1.52<n3<1.56 (16)
1.62<n4<1.68 (17)
1.52<n5<1.56 (18)
1.52<n6<1.54 (19)
【0009】
また、前記第1のレンズのアッベ数v1、前記第2のレンズのアッベ数v2、前記第3のレンズのアッベ数v3、前記第4のレンズのアッベ数v4、前記第5のレンズのアッベ数v5、及び前記第6のレンズのアッベ数v6は、以下の条件式(20)〜(25)を満足する。
50<v1<60 (20)
20<v2<23 (21)
50<v3<60 (22)
20<v4<23 (23)
50<v5<60 (24)
50<v6<60 (25)
【0010】
また、撮像光学レンズの光学全長は、4.3mm以下である。
【0011】
また、撮像光学レンズの絞りF値は、1.87以下である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明に係る撮像光学レンズの1つの実施形態の構成を模式的に示す図である。
図2図1に示す撮像光学レンズの軸上色収差を模式的に示す図である。
図3図1に示す撮像光学レンズの倍率色収差を模式的に示す図である。
図4図1に示す撮像光学レンズの非点収差、像面湾曲及び歪曲を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本考案の目的、技術案及びメリットをより明瞭させるために、以下、図面を参照しながら、本考案の各実施形態を詳しく説明する。しかしながら、当業者は、本考案の各実施形態において、読者が本考案をよく理解するために、多くの技術の詳細を提出する。但し、技術の詳細および以下の各実施形態に基づく各種変化及び修正が存在しなくとも、本考案の保護を求めようとする技術案を実現することもできる、と理解することができる。
【0014】
図面を参照し、本発明は、撮像光学レンズを提供する。図1には、本発明の第1実施例の撮像光学レンズ10が示されており、当該撮像光学レンズ10は、6枚のレンズを備える。具体的には、前記撮像光学レンズ10は、物体側から像側まで順に、絞りSt、第1のレンズL1、第2のレンズL2、第3のレンズL3、第4のレンズL4、第5のレンズL5、及び第6のレンズL6を備える。第6のレンズと像面Siとの間に、光学フィルタ(filter)GFなどの光学素子が設けられてもよい。
【0015】
第1のレンズL1は、正の屈折力を有し、その物体側面が凸面になるように外へ突出しており、絞りStは、被写体と第1のレンズL1との間に設けられている。第2のレンズL2は、負の屈折力を有し、本実施例において、第2のレンズL2の像側面は凹面である。第3のレンズL3は、正の屈折力を有し、本実施例において、第3のレンズL3の像側面は凸面である。第4のレンズL4は、負の屈折力を有し、本実施例において、第4のレンズL4の物体側面は凹面であり、像側面は凸面である。第5のレンズL5は、正の屈折力を有し、本実施例において、第5のレンズL5の物体側面は凹面であり、像側面は凸面である。第6のレンズL6は、負の屈折力を有し、本実施例において、第6のレンズL6の物体側面は凹面であり、システムの像面湾曲を効果的に低減させることができる。
【0016】
ここで、撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、前記第1レンズL1の焦点距離をf1、前記第2レンズL2の焦点距離をf2、前記第3レンズL3の焦点距離をf3、前記第4レンズL4の焦点距離をf4、前記第5レンズL5の焦点距離をf5、前記第6のレンズL6の焦点距離をf6として定義する。前記f、f1、f2、f3、f4、f5及びf6は、以下の条件式(1)〜(7)を満足する。
0.7<f1/f<0.8 (1)
−2<f2/f<−1.8 (2)
1.9<f3/f<2.1 (3)
−2.6<f4/f<−2.2 (4)
0.8<f5/f<1 (5)
−0.7<f6/f<−0.5 (6)
1.9<f3/f5<2.2 (7)
【0017】
本発明に係る前記撮像光学レンズ10の焦点距離及び各レンズの焦点距離が上記条件式を満足する場合、それぞれのレンズの屈折力の大小の配置を制御/調整することができ、結像品質を保証するように収差を補正するとともに、システムの光学全長の効果的な制御に適し、また、大絞りの設計要求を満足し、良好な感度表現を有する。
【0018】
具体的には、本発明の実施例において、前記第1のレンズの焦点距離f1、前記第2のレンズの焦点距離f2、前記第3のレンズの焦点距離f3、前記第4のレンズの焦点距離f4、前記第5のレンズの焦点距離f5、前記第6のレンズの焦点距離f6は、以下の条件式(8)〜(13)を満足するように設計することができ、条件式(8)〜(13)は、
2.9<f1<3.1 (8)
−8<f2<−7 (9)
7.5<f3<8.5 (10)
−10.5<f4<−9 (11)
3<f5<4 (12)
−3<f6<−2 (13)
であり、単位はミリメートル(mm)である。このように設計すれば、撮像光学レンズ10全体の光学全長TTL(レンズ全長)をより短くし、小型化の特性を維持することができる。
【0019】
好ましくは、本発明の実施例に係る前記撮像光学レンズ10のレンズ全長TTLは4.3mm以下である。このように設計すれば、撮像光学レンズ10の大絞りの設計の実現により有利であり、好ましくは、本発明の実施例において、撮像光学レンズの絞りF値は、1.87以下であり、前記撮像光学レンズ10は、大口径比を有する光学システムであり、低照度環境での結像性能を向上させることができる。
【0020】
本発明の撮像光学レンズ10において、各レンズの材質は、ガラス又はブラスチックであってもよく、レンズの材質がガラスであれば、本発明の光学システムの屈折力配置の自由度を向上させることができ、レンズ材質がブラスチックであれば、生産コストを効果的に削減することができる。
【0021】
本発明の実施例において、各レンズは、いずれもブラスチックレンズである。更に、本発明の好ましい実施例において、前記第1のレンズの屈折率n1、前記第2のレンズの屈折率n2、前記第3のレンズの屈折率n3、前記第4のレンズの屈折率n4、前記第5のレンズの屈折率n5、及び前記第6のレンズの屈折率n6は、以下の条件式(14)〜(19)を満足する。
1.52<n1<1.56 (14)
1.62<n2<1.68 (15)
1.52<n3<1.56 (16)
1.62<n4<1.68 (17)
1.52<n5<1.56 (18)
1.52<n6<1.54 (19)
【0022】
このように設計すれば、レンズが光学ブラスチック材質の面で適切にマッチングすることができ、更にこの撮像光学レンズ10が優れた結像品質を得ることができる。
【0023】
なお、本発明の実施例において、前記第1のレンズのアッベ数v1、前記第2のレンズのアッベ数v2、前記第3のレンズのアッベ数v3、前記第4のレンズのアッベ数v4、前記第5のレンズのアッベ数v5、及び前記第6のレンズのアッベ数v6は、以下の条件式(20)〜(25)を満足するように設計することができる。
50<v1<60 (20)
20<v2<23 (21)
50<v3<60 (22)
20<v4<23 (23)
50<v5<60 (24)
50<v6<60 (25)
【0024】
このように設計すれば、撮像光学レンズ10の結像時の光学色収差現象を効果的に抑制することができる。
【0025】
当然ながら、上記各レンズの屈折率の設計案とアッベ数の設計案は、互いに組み合わせて撮像光学レンズ10の設計に応用することができ、このようにすれば、前記第2のレンズL2と第4のレンズL4は、屈折率が高く、アッベ数が低い光学材料を採用して製造され、これにより、レンズの色収差を低減することができ、撮像光学レンズ10の結像品質を大幅に向上させることができる。
【0026】
なお、レンズの表面は、非球面に設置することができ、非球面が、球面以外の形状に作成し、多くの制御変量を獲得しやすく、収差の低減に用いられ、これにより、レンズの使用数を減少させるため、本発明の撮像光学レンズの全長を効果的に短縮させることができる。本発明の実施例において、各レンズの物体側面と像側面は、いずれも非球面である。
【0027】
好ましくは、高品質の結像需要を満足するように、前記レンズの物体側面及び/又は像側面には、更に反曲点及び/又は定留点を設置することができ、具体的な実施可能な形態は、下記の説明を参照する。
【0028】
以下、本発明の実施例1に係る撮像光学レンズ10の設計データを示す。
【0029】
表1、表2には、本発明の実施例1に係る撮像光学レンズ10のデータが示されている。ここで、Stは絞りであり、R1、R2は第1のレンズL1の物体側面、像側面であり、R3、R4は第2のレンズL2の物体側面、像側面であり、R5、R6は第3のレンズL3の物体側面、像側面であり、R7、R8は第4のレンズL4の物体側面、像側面であり、R9、R10は第5のレンズL5の物体側面、像側面であり、R11、R12は第6のレンズL6の物体側面、像側面であり、R13、R14は光学フィルタGFの物体側面、像側面である。
d0:絞りStから第1のレンズL1の物体側面までの軸上距離
d1:第1のレンズL1の軸上厚み
d2:第1のレンズL1の像側面から第2のレンズL2の物体側面までの軸上距離
d3:第2のレンズL2の軸上厚み
d4:第2のレンズL2の像側面から第3のレンズL3の物体側面までの軸上距離
d5:第3のレンズL3の軸上厚み
d6:第3のレンズL3の像側面から第4のレンズL4の物体側面までの軸上距離
d7:第4のレンズL4の軸上厚み
d8:第4のレンズL4の像側面から第5のレンズL5の物体側面までの軸上距離
d9:第5のレンズL5の軸上厚み
d10:第5のレンズL5の像側面から光学フィルタGFの物体側面までの軸上距離
d11:光学フィルタGFの軸上厚み
d12:光学フィルタGFの像側面から像面までの軸上距離
nd1:第1のレンズL1の屈折率
nd2:第2のレンズL2の屈折率
nd3:第3のレンズL3の屈折率
nd4:第4のレンズL4の屈折率
nd5:第5のレンズL5の屈折率
ndg:光学フィルタGFの屈折率
v1:第1のレンズL1のアッベ数
v2:第2のレンズL2のアッベ数
v3:第3のレンズL3のアッベ数
v4:第4のレンズL4のアッベ数
v5:第5のレンズL5のアッベ数
vg:光学フィルタGFのアッベ数
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
表3には、本発明の実施例1に係る撮像光学レンズ10における各レンズの非球面データが示されている。
【0033】
【表3】
【0034】
表4、表5には、本発明の実施例1に係る撮像光学レンズ10における各レンズの反曲点及び定留点の設計データが示されている。ここで、R1、R2はそれぞれ第1のレンズL1の物体側面と像側面を表し、R3、R4はそれぞれ第2のレンズL2の物体側面と像側面を表し、R5、R6はそれぞれ第3のレンズL3の物体側面と像側面を表し、R7、R8はそれぞれ第4のレンズL4の物体側面と像側面を表し、R9、R10はそれぞれ第5のレンズL5の物体側面と像側面を表し、R11、R12はそれぞれ第6のレンズL6の物体側面と像側面を表す。
【0035】
【表4】
【0036】
【表5】
【0037】
図2図3は、それぞれ波長486nm、588nm、656nmの光が実施例1の撮像光学レンズ10を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を模式的に示す図である。図4は、波長588nmの光が実施例1の撮像光学レンズ10を通った後の非点収差、像面湾曲及び歪曲を模式的に示す図である。
【0038】
以下、表6は、上記条件式に従って本実施例における対応する各条件式の値を示す。明らかに、本実施例の撮像光学システムは上記条件式を満足する。
【0039】
【表6】
【0040】
本実施例において、前記撮像光学レンズ10の入射瞳の直径は2.14mmであり、全視野の像高は2.619mmであり、対角線方向の画角は66.40°である。
【0041】
当業者にとっては、上記各実施形態が本考案を実現するための具体的な実施例であり、実際の応用において、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、形式及び細部に対して各種の改変を行うことができる。
【要約】      (修正有)
【課題】低いレンズ全長と大絞りの設計要求を満たすことができ、良好な感度表現を有する撮像光学レンズを提供する。
【解決手段】物体側から像側まで順に、絞り、正の屈折力を有する第1のレンズ、負の屈折力を有する第2のレンズ、正の屈折力を有する第3のレンズ、負の屈折力を有する第4のレンズ、正の屈折力を有する第5のレンズ、及び負の屈折力を有する第6のレンズを備え、撮像光学レンズは、0.7<f1/f<0.8、−2<f2/f<−1.8、1.9<f3/f<2.1、−2.6<f4/f<−2.2、0.8<f5/f<1、−0.7<f6/f<−0.5、1.9<f3/f5<2.2の条件式を満足する。ただし、fは撮像光学レンズ全体の焦点距離、f1、f2、f3、f4、f5、f6はそれぞれ第1、第2、第3、第4、第5、第6のレンズの焦点距離である。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4