【実施例】
【0028】
(第1実施形態)
図面を参照し、本発明は、撮像光学レンズ10を提供する。
図1において、本発明の第1実施形態の撮像光学レンズ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、前記撮像光学レンズ10は、物体側から像側に向かって、順次に絞りS1、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5及び第6レンズL6からなる。第6レンズL6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良い。
【0029】
第1レンズL1がガラス材質であり、第2レンズL2がプラスチック材質であり、第3レンズL3がガラス材質であり、第4レンズL4がプラスチック材質であり、第5レンズL5がプラスチック材質であり、第6レンズL6がプラスチック材質である。
【0030】
前記第2レンズL2は、正の屈折力を有し、前記第3レンズL3は、正の屈折力を有する。
【0031】
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として定義し、条件式0.5≦f1/f≦10は、第1レンズL1の正の屈折力を規定するものである。下限の規定値を下回ると、レンズの極薄化には有利であるが、第1レンズL1の正の屈折力が強くなり過ぎ、収差の補正が困難となると共に、レンズの広角化に不利である。逆に、上限の規定値を超えると、第1レンズの正の屈折力が弱くなり過ぎ、レンズの極薄化が困難となる。好ましくは、条件式1.132≦f1/f≦9.057を満たす。
【0032】
前記第1レンズL1の屈折率をn1として定義し、条件式1.7≦n1≦2.2は、第1レンズL1の屈折率を規定するものであり、この範囲内に設定することがレンズの極薄化により有利であると共に、収差の補正に有利である。好ましくは、条件式1.705≦n1≦2.148を満たす。
【0033】
前記第3レンズL3の屈折率をn3として定義し、条件式1.7≦n3≦2.2は、第3レンズL3の屈折率を規定するものであり、この範囲内に設定することがレンズの極薄化により有利であると共に、収差の補正に有利である。好ましくは、条件式1.715≦n3≦2.148を満たす。
【0034】
本発明の前記撮像光学レンズ10の焦点距離、各レンズの焦点距離、関連のレンズの屈折率、撮像光学レンズの光学長、軸上厚み及び曲率半径が上記条件式を満足する場合、撮像光学レンズ10が高性能を有し、且つ低TTLの設計需要を満足する。
【0035】
本実施形態において、第1レンズL1は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凹面であり、正の屈折力を有する。
【0036】
第1レンズL1の物体側面の曲率半径をR1、第1レンズL1の像側面の曲率半径をR2としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式−162.97≦(R1+R2)/(R1−R2)≦−5.15を満たし、第1レンズの形状を合理的に規定し、第1レンズでシステム球面収差を効果的に補正することができる。好ましくは、条件式−101.86≦(R1+R2)/(R1−R2)≦−6.43を満たす。
【0037】
第1レンズL1の軸上厚みをd1としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.03≦d1/TTL≦0.11を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.04≦d1/TTL≦0.09を満たす。
【0038】
本実施形態において、第2レンズL2は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凹面である。
【0039】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第2レンズL2の焦点距離をf2としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.68≦f2/f≦4.15を満たし、第2レンズL2の正の屈折力を合理的な範囲に規定することにより、正の屈折力を有する第1レンズL1により生じた球面収差とシステムの像面湾曲量とのバランスを合理的、且つ効果的に取る。好ましくは、条件式1.09≦f2/f≦3.32を満たす。
【0040】
第2レンズL2の物体側面の曲率半径をR3、第2レンズL2の像側面の曲率半径をR4としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式−6.87≦(R3+R4)/(R3−R4)≦−1.26は、第2レンズL2の形状を規定するものであり、この範囲外では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸上色収差の補正が困難となる。好ましくは、条件式−4.29≦(R3+R4)/(R3−R4)≦−1.58を満たす。
【0041】
第2レンズL2の軸上厚みをd3としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.04≦d3/TTL≦0.15を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.06≦d3/TTL≦0.12を満たす。
【0042】
本実施形態において、第3レンズL3は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凸面である。
【0043】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第3レンズL3の焦点距離をf3としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式3152.40≦f3/fを満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、条件式5043.84≦f3/fを満たす。
【0044】
第3レンズL3の物体側面の曲率半径をR5、第3レンズL3の像側面の曲率半径をR6としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式38.76≦(R5+R6)/(R5−R6)は、第3レンズL3の形状を規定するものであり、この範囲外では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差の補正が困難となる。好ましくは、条件式62.01≦(R5+R6)/(R5−R6)を満たす。
【0045】
第3レンズL3の軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.02≦d5/TTL≦0.07を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.03≦d5/TTL≦0.06を満たす。
【0046】
本実施形態において、第4レンズL4は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凸面であり、正の屈折力を有する。
【0047】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第4レンズL4の焦点距離をf4としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.62≦f4/f≦1.88を満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、条件式0.99≦f4/f≦1.51を満たす。
【0048】
第4レンズL4の物体側面の曲率半径をR7、第4レンズL4の像側面の曲率半径をR8としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式1.59≦(R7+R8)/(R7−R8)≦5.01は、第4レンズL4の形状を規定するものであり、この範囲外では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差の補正が困難となる。好ましくは、条件式2.55≦(R7+R8)/(R7−R8)≦4.01を満たす。
【0049】
第4レンズL4の軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.05≦d7/TTL≦0.16を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.08≦d7/TTL≦0.13を満たす。
【0050】
本実施形態において、第5レンズL5は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凸面であり、負の屈折力を有する。
【0051】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第5レンズL5の焦点距離をf5としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式−2.24≦f5/f≦−0.72で第5レンズL5を限定することは、撮像レンズの光線角度を効果的に緩やかにし、公差感度を低下させることができる。好ましくは、条件式−1.40≦f5/f≦−0.90を満たす。
【0052】
第5レンズL5の物体側面の曲率半径をR9、第5レンズL5の像側面の曲率半径をR10としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式−4.32≦(R9+R10)/(R9−R10)≦−1.30は第5レンズL5の形状を規定するものであり、この範囲外では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差の補正が困難となる。好ましくは、条件式−2.70≦(R9+R10)/(R9−R10)≦−1.62を満たす。
【0053】
第5レンズL5の軸上厚みをd9としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.02≦d9/TTL≦0.09を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.04≦d9/TTL≦0.07を満たす。
【0054】
本実施形態において、第6レンズL6は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凹面であり、正の屈折力を有する。
【0055】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第6レンズL6の焦点距離をf6としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式1.36≦f6/f≦7.57を満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、条件式2.18≦f6/f≦6.06を満たす。
【0056】
第6レンズL6の物体側面の曲率半径をR11、第6レンズL6の像側面の曲率半径をR12としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式−226.45≦(R11+R12)/(R11−R12)≦59.01は、第6レンズL6の形状を規定するものであり、この範囲外では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差の補正が困難となる。好ましくは、条件式−141.53≦(R11+R12)/(R11−R12)≦47.21を満たす。
【0057】
第6レンズL6の軸上厚みをd11としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.09≦d11/TTL≦0.27を満たし、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.14≦d11/TTL≦0.22を満たす。
【0058】
本実施例において、前記撮像光学レンズの焦点距離をf、前記第1レンズと前記第2レンズとの合成焦点距離をf12としたときに、以下の条件式を満たす。即ち、条件式0.56≦f12/f≦1.84を満たす。これにより、撮像光学レンズの収差及び歪曲収差を除去することができるとともに、撮像光学レンズのバックフォーカスを抑えることができ、撮像レンズシステム群の小型化を維持する。好ましくは、条件式0.89≦f12/f≦1.47を満たす。
【0059】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の光学長TTLは、6.07mm以下であり、これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、撮像光学レンズ10の光学長TTLは、5.79mm以下である。
【0060】
本実施形態において、撮像光学レンズ10は、絞りが大きく、その絞りF値が2.06以下であり、結像性能に優れる。好ましくは、撮像光学レンズ10の絞りF値は、2.02以下である。
【0061】
このように設計すると、撮像光学レンズ10全体の光学長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。
【0062】
以下、実施例を用いて、本発明に係る撮像光学レンズ10について説明する。各実施例に記載の符号は、以下の通りである。焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚み、変曲点位置、停留点位置の単位はmmである。
【0063】
TTL:光学長(第1レンズL1の物体側面から結像面までの軸上距離)であり、単位はmmである。
【0064】
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、変曲点及び/又は停留点(Stationary point)が設置されてもよい。具体的な実施案について、下記の説明を参照する。
【0065】
表1、表2は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10の設計データを示す。
【0066】
【表1】
【0067】
ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
S1 :絞り
R :光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
R1 :第1レンズL1の物体側面の曲率半径
R2 :第1レンズL1の像側面の曲率半径
R3 :第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4 :第2レンズL2の像側面の曲率半径
R5 :第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6 :第3レンズL3の像側面の曲率半径
R7 :第4レンズL4の物体側面の曲率半径
R8 :第4レンズL4の像側面の曲率半径
R9 :第5レンズL5の物体側面の曲率半径
R10 :第5レンズL5の像側面の曲率半径
R11 :第6レンズL6の物体側面の曲率半径
R12 :第6レンズL6の像側面の曲率半径
R13 :光学フィルタGFの物体側面の曲率半径
R14 :光学フィルタGFの像側面の曲率半径
d :レンズの軸上厚み、又は、レンズ間の軸上距離
d0 :絞りS1から第1レンズL1の物体側面までの軸上距離
d1 :第1レンズL1の軸上厚み
d2 :第1レンズL1の像側面から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
d3 :第2レンズL2の軸上厚み
d4 :第2レンズL2の像側面から第3レンズL3の物体側面までの軸上距離
d5 :第3レンズL3の軸上厚み
d6 :第3レンズL3の像側面から第4レンズL4の物体側面までの軸上距離
d7 :第4レンズL4の軸上厚み
d8 :第4レンズL4の像側面から第5レンズL5の物体側面までの軸上距離
d9 :第5レンズL5の軸上厚み
d10 :第5レンズL5の像側面から第6レンズL6の物体側面までの軸上距離
d11 :第6レンズL6の軸上厚み
d12 :第6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
d13 :光学フィルタGFの軸上厚み
d14 :光学フィルタGFの像側面から像面までの軸上距離
nd :d線の屈折率
nd1 :第1レンズL1のd線の屈折率
nd2 :第2レンズL2のd線の屈折率
nd3 :第3レンズL3のd線の屈折率
nd4 :第4レンズL4のd線の屈折率
nd5 :第5レンズL5のd線の屈折率
nd6 :第6レンズL6のd線の屈折率
ndg :光学フィルタGFのd線の屈折率
vd :アッベ数
v1 :第1レンズL1のアッベ数
v2 :第2レンズL2のアッベ数
v3 :第3レンズL3のアッベ数
v4 :第4レンズL4のアッベ数
v5 :第5レンズL5のアッベ数
v6 :第6レンズL6のアッベ数
vg :光学フィルタGFのアッベ数
【0068】
表2は、本発明の第1実施形態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を示す。
【0069】
【表2】
【0070】
ここで、kは円錐係数であり、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16は非球面係数である。
【0071】
IH :像高
【0072】
y=(x
2/R)/[1+{1−(k+1)(x
2/R
2)}
1/2]+A4x
4+A6x
6+A8x
8+A10x
10+A12x
12+A14x
14+A16x
16 (43)
【0073】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(43)で表される非球面を使用している。しかしながら、本発明は、特にこの式(43)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0074】
表3、表4は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10における各レンズの変曲点及び停留点の設計データを示す。ここで、P1R1、P1R2は、それぞれ第1レンズL1の物体側面と像側面を示し、P2R1、P2R2は、それぞれ第2レンズL2の物体側面と像側面を示し、P3R1、P3R2は、それぞれ第3レンズL3の物体側面と像側面を示し、P4R1、P4R2は、それぞれ第4レンズL4の物体側面と像側面を示し、P5R1、P5R2は、それぞれ第5レンズL5の物体側面と像側面を示し、P6R1、P6R2は、それぞれ第6レンズL6の物体側面と像側面を示す。「変曲点位置」欄の対応するデータは、各レンズの表面に設置された変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」欄の対応するデータは、各レンズの表面に設置さ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。
【0075】
【表3】
【0076】
【表4】
【0077】
図2、
図3は、それぞれ波長486.1nm、587.6nm及び656.3nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。
図4は、波長587.6nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、
図4の像面湾曲Sは、サジタル方向の像面湾曲であり、Tは、子午方向の像面湾曲である。
【0078】
後の表13は、各実施例1、2、3の諸値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0079】
表13に示すように、第1実施形態は、各条件式を満たす。
【0080】
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径が2.1689であり、全視野の像高が3.512mmであり、対角線方向の画角は77.99°であり、広角、極薄であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0081】
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
【0082】
表5、表6は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20の設計データを示す。
【0083】
【表5】
【0084】
表6は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20における各レンズの非球面データを示す。
【表6】
【0085】
表7、表8は本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20における各レンズの変曲点及び停留点の設計データを示す。
【0086】
【表7】
【0087】
【表8】
【0088】
図6、
図7は、それぞれ波長486.1nm、587.6nm及び656.3nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。
図8は、波長587.6nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。
【0089】
表13に示すように、第2実施形態は各条件式を満足する。
【0090】
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径が2.1761であり、全視野の像高が3.512mmであり、対角線方向の画角は77.80°であり、広角、極薄であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0091】
(第3実施形態)
第3実施形態は、第1実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
【0092】
表9、表10は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30の設計データを示す。
【0093】
【表9】
【0094】
表10は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30における各レンズの非球面データを示す。
【0095】
【表10】
【0096】
表11、表12は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30における各レンズの変曲点および停留点設計データを示す。
【0097】
【表11】
【0098】
【表12】
【0099】
図10、
図11は、それぞれ波長486.1nm、587.6nm及び656.3nmの光が第3実施形態の撮像光学レンズ30を通った後の軸上色収差および倍率色収差を示す模式図である。
図12は、波長587.6nmの光が第3実施形態の撮像光学レンズ30を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
【0100】
表13では、上記条件式に従って本実施形態における各条件式に対応する数値が挙げられた。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満たす。
【0101】
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径が2.0787であり、全視野の像高が3.512mmであり、対角線方向の画角は80.38°であり、広角、極薄であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
【0102】
【表13】
【0103】
当業者であれば分かるように、上記各実施形態が本発明を実現するための具体的な実施形態であり、実際の応用において、本発明の要旨と範囲から逸脱しない限り、形式及び詳細に対する各種の変更は可能である。