特許第6372901号(P6372901)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(B2)
(11)【特許番号】6372901
(24)【登録日】2018年7月27日
(45)【発行日】2018年8月15日
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20180806BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20180806BHJP
【FI】
   G02B13/00
   G02B13/18
【請求項の数】6
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2017-48030(P2017-48030)
(22)【出願日】2017年3月14日
(65)【公開番号】特開2018-97342(P2018-97342A)
(43)【公開日】2018年6月21日
【審査請求日】2017年3月14日
(31)【優先権主張番号】201611156275.X
(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】 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】 米国特許出願公開第2016/0313538(US,A1)
【文献】 特開2017−116581(JP,A)
【文献】 特開昭55−036886(JP,A)
【文献】 特開昭48−104525(JP,A)
【文献】 特公昭39−022091(JP,B1)
【文献】 特開昭64−057222(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00 − 17/08
G02B 21/02 − 21/04
G02B 25/00 − 25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側まで順次に、絞りと、正屈折力を有する第1のレンズと、負屈折力を有する第2のレンズと、正屈折力を有する第3のレンズと、負屈折力を有する第4のレンズと、正屈折力を有する第5のレンズと、負屈折力を有する第6のレンズから構成される撮像光学レンズにおいて、
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、以下の関係式を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
0.7<f1/f<0.8、 −2.2<f2/f<−1.6、
1.9<f3/f<2.0、 −2.6<f4/f<−2.2、
0.8<f5/f<1.2、 −0.8<f6/f<−0.3、
1.8<f3/f5<2.0。
【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、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
2.8<f1<3.1、 −8<f2<−7、
7<f3<8.5、 −10<f4<−9、
3.5<f5<4.5、 −2.7<f6<−1.5。
【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、以下の関係式を満たす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、 1.62<n2<1.68、
1.52<n3<1.56、 1.62<n4<1.68、
1.52<n5<1.56、 1.52<n6<1.54。
【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、以下の関係式を満たす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<v2<23、
50<v3<60、 20<v4<23、
50<v5<60、 50<v6<60。
【請求項5】
撮像光学レンズの光学全長は、4.1mm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、2.0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機器、及びモニター、PCレンズなどの撮像装置に適用する撮像光学レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォンの発展に伴って、小型化撮影レンズのニーズが日々高くなっており、一般的な撮影レンズの感光素子は、感光結合素子(Charge Coupled Device,CCD)又は相補性金属酸化半導体素子(Complementary Metal−Oxide Semicondctor Sensor,CMOS Sensor)の2種類しかほかない。また、半導体製造プロセス技術の上達に伴って、感光素子の画素サイズが小さくなり、その上、現在の電子製品は、機能が優れ且つ薄型でコンパクトであるという外形を発展傾向としているため、良好な結像品質を有する小型化撮像レンズは、既に現在市場での主流になっている。
【0003】
良好な結像品質を得るために、従来技術において携帯電話カメラに搭載したレンズは殆ど三枚式又は四枚式レンズ構造を採用している。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って、感光素子の画素面積が小さくなりつつあり、システムの結像品質に対する要求が高まりつつある場合、六枚式レンズ構造が徐々にレンズ設計において現れた。然しながら、一般的な六枚式レンズは、光学システムの殆どの光学収差を補正することができるが、良好な結像品質を有すると同時に光学全長(Total Track Length,TTL)が低い利点を兼ね備えることができない。
【発明の概要】
【0004】
上記の課題に対して、本発明は、良好な結像品質を有すると同時に低TTLの利点を兼ね備える撮像光学レンズを提供することを目的としている。
【0005】
上記の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している。その撮像光学レンズは、物体側から像側まで順次に、絞りと、正屈折力を有する第1のレンズと、負屈折力を有する第2のレンズと、正屈折力を有する第3のレンズと、負屈折力を有する第4のレンズと、正屈折力を有する第5のレンズと、負屈折力を有する第6のレンズから構成され、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、以下の関係式を満たす。0.7<f1/f<0.8、 −2.2<f2/f<−1.6、 1.9<f3/f<2.0、 −2.6<f4/f<−2.2、 0.8<f5/f<1.2、 −0.8<f6/f<−0.3、 1.8<f3/f5<2.0。
【0006】
本発明の実施形態は、従来技術に対して、上記レンズ配置形態により、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することにより優れた結像品質を取得することができるだけでなく、低TTLの利点を兼ね備えることができる。
【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、以下の関係式を満たす。2.8<f1<3.1、 −8<f2<−7、 7<f3<8.5、 −10<f4<−9、 3.5<f5<4.5、 −2.7<f6<−1.5。
【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、以下の関係式を満たす。1.52<n1<1.56、 1.62<n2<1.68、 1.52<n3<1.56、 1.62<n4<1.68、 1.52<n5<1.56、 1.52<n6<1.54。
【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、以下の関係式を満たす。50<v1<60、 20<v2<23、 50<v3<60、 20<v4<23、 50<v5<60、 50<v6<60。
【0010】
また、撮像光学レンズの光学全長は、4.1mm以下である。
【0011】
また、撮像光学レンズの絞りF値は、2.0以下である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の撮像光学レンズの1つの実施形態の構造を示す模式図である。
図2図1に示す撮像光学レンズの軸上色収差を示す模式図である。
図3図1に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。
図4図1に示す撮像光学レンズの非点収差、像面湾曲及び歪みを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の目的、技術案とメリットをより明らかにするために、以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態を詳細に説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、本発明の各実施形態において、読者に本発明をより良く理解させるために、多くの技術的詳細を提供している。然しながら、これらの技術的詳細及び以下の各実施形態に基づく各種の変化と修正がなくても、本発明の保護しようとする技術手段も実現することができる。
【0014】
図面を参照し、本発明は、撮像光学レンズを提供している。図1に示すのは、本発明の第1の実施例に係る撮像光学レンズ10であり、この撮像光学レンズ10は、6つのレンズを備える。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次に、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L6と像面Siとの間には、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、正屈折力を有し、その物体側面が外へ突出し凸面であり、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、正屈折力を有し、本実施例において、第3のレンズL3の物体側面は凸面である。第4のレンズL4は、負屈折力を有し、本実施例において、第4のレンズL4は物体側面が凹面であり、像側面が凸面である。第5のレンズL5は、正屈折力を有し、本実施例において、第5のレンズL5は物体側面が凹面であり、像側面が凸面である。第6のレンズL6は、負屈折力を有し、本実施例において、第6のレンズL6は物体側面が凹面であり、それにより、システムの像面湾曲を効果的に減少することができる。
【0016】
ここで、撮像光学レンズ10全体の焦点距離はfであり、前記第1のレンズL1の焦点距離はf1であり、前記第2のレンズL2の焦点距離はf2であり、前記第3のレンズL3の焦点距離はf3であり、前記第4のレンズL4の焦点距離はf4であり、前記第5のレンズL5の焦点距離はf5であり、前記第6のレンズL6の焦点距離はf6であるように設定する。前記f、f1、f2、f3、f4、f5及びf6は、以下の関係式を満たす。0.7<f1/f<0.8、 −2.2<f2/f<−1.6、 1.9<f3/f<2.0、 −2.6<f4/f<−2.2、 0.8<f5/f<1.2、 −0.8<f6/f<−0.3、 1.8<f3/f5<2.0。
【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関係式を満たす場合、各レンズの屈折力の大きさの配置を制御・調整することができ、収差を補正することにより結像品質を確保すると同時に、低TTLの設計要求を満たし、更に高画素の携帯型撮像装置に適する。
【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、以下の関係式を満たすように設計することができる。2.8<f1<3.1、 −8<f2<−7、 7<f3<8.5、 −10<f4<−9、 3.5<f5<4.5、 −2.7<f6<−1.5、単位:ミリメートル(mm)。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をできる限り短くし、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の光学全長TTLは≦4.1mmである。このように設計すれば、撮像光学レンズ10の小型化の設計を実現することに更に有利である。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、2.0以下であり、前記撮像光学レンズ10は、相対孔径の大きい光学システムであり、低照度環境での結像性能を高めることができる。
【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、ガラス又はプラスチックであってもよく、レンズの材質がガラスである場合、本発明の光学システムの屈折力配置の自由度を増大させることができ、レンズの材質がプラスチックである場合、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、いずれもプ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、以下の関係式を満たす。1.52<n1<1.56、 1.62<n2<1.68、 1.52<n3<1.56、 1.62<n4<1.68、 1.52<n5<1.56、 1.52<n6<1.54。このように設計すれば、レンズが光学プラスチック材質において比較的に適当にマッチングされることには有利であり、更に、この撮像光学レンズ10はより良い結像品質を取得することができる。
【0022】
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、以下の関係式を満たすように設計することができる。50<v1<60、 20<v2<23、 50<v3<60、 20<v4<23、 50<v5<60、 50<v6<60。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。
【0023】
当然ながら、上記の各レンズの屈折率の設計形態とアッベ数の設計形態は、互いに組み合わせて撮像光学レンズ10の設計に適用可能である。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、高屈折率で低アッベの数光学材料により製造されるもので、レンズ色収差を効果的に減少し、撮像光学レンズ10の結像品質を大幅に高めることができる。
【0024】
なお、レンズの表面は、非球面とされてもよく、非球面は、球面以外の形状に製造され易く、多くの制御変数を得て、収差を削減し、更にレンズの使用数を削減することができるため、本発明の撮像光学レンズの全長を効果的に短縮することができる。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、何れも非球面である。
【0025】
好ましくは、前記レンズの物体側面及び/又は像側面には、高品質の結像要求を満たすために、更に反曲点及び/又は停留点が設けられてもよく、具体的な実施可能な形態は、以下の通りである。
【0026】
以下、本発明の実施例1に係る撮像光学レンズ10の設計データが示されている。
【0027】
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。
【0028】
【表1】
ただし、各符号の意味は以下の通りである。
fは撮像光学レンズ10の焦点距離であり、
f1は第1のレンズL1の焦点距離であり、
f2は第2のレンズL2の焦点距離であり、
f3は第3のレンズL3の焦点距離であり、
f4は第4のレンズL4の焦点距離であり、
f5は第5のレンズL5の焦点距離であり、
f6は第6のレンズL6の焦点距離である。
【0029】
【表2】
【0030】
ただし、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。その他の各符号の意味は以下の通りである。
d0は絞りStから第1のレンズL1の物体側面までの軸上距離であり、
d1は第1のレンズL1の軸上厚みであり、
d2は第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であり、
d3は第2のレンズL2の軸上厚みであり、
d4は第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であり、
d5は第3のレンズL3の軸上厚みであり、
d6は第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であり、
d7は第4のレンズL4の軸上厚みであり、
d8は第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であり、
d9は第5のレンズL5の軸上厚みであり、
d10は第5のレンズL5の像側面から第6のレンズL6の物体側面までの軸上距離であり、
d11は第6のレンズL6の軸上厚みであり、
d12は第6のレンズL6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であり、
d13は光学フィルタGFの軸上厚みであり、
d14は光学フィルタGFの像側面から像面までの軸上距離であり、
nd1は第1のレンズL1の屈折率であり、
nd2は第2のレンズL2の屈折率であり、
nd3は第3のレンズL3の屈折率であり、
nd4は第4のレンズL4の屈折率であり、
nd5は第5のレンズL5の屈折率であり、
nd6は第6のレンズL6の屈折率であり、
ndgは光学フィルタGFの屈折率であり、
v1は第1のレンズL1のアッベ数であり、
v2は第2のレンズL2のアッベ数であり、
v3は第3のレンズL3のアッベ数であり、
v4は第4のレンズL4のアッベ数であり、
v5は第5のレンズL5のアッベ数であり、
v6は第6のレンズL6のアッベ数;
vgは光学フィルタGFのアッベ数である。
【0031】
表3には、本発明の実施例1の撮像光学レンズ10における各レンズの非球面データが示されている。
【0032】
【表3】
【0033】
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停留点の設計データが示されている。ただし、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示し、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示し、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示し、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示し、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示し、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示する。「反曲点位置」の欄における対応するデータは、各レンズの表面に設けられた反曲点から撮像光学レンズ10の光軸までの垂直距離である。「停留点位置」の欄における対応するデータは、各レンズの表面に設けられた停留点から撮像光学レンズ10の光軸までの垂直距離である。
【0034】
【表4】
【0035】
【表5】
【0036】
図2図3には、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を経た後の軸上色収差及び倍率色収差の模式図が示されている。図4には、波長588nmの光が実施例1の撮像光学レンズ10を経た後の非点収差、像面湾曲及び歪みの模式図が示されている。
【0037】
以下、表6には、上記条件式に基づいて、本実施例における各条件式に対応する値が挙げられている。明らかに、本実施例に係る撮像光学システムは上記条件式を満たす。
【0038】
【表6】
【0039】
本実施例において、前記撮像光学レンズの入射瞳径は1.99mmであり、全視野像高は2.619mmであり、対角線方向の画角は66.6°である。
【0040】
当業者にとって明らかなように、上記各実施形態は、本発明を実現する具体的な実施例であり、実際な応用時に、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、形態や細部において各種の変更を行うことができる。
図1
図2
図3
図4