(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022122237
(43)【公開日】2022-08-22
(54)【発明の名称】光学イメージングシステム、撮像モジュール及び電子装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220815BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20220815BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021122005
(22)【出願日】2021-07-26
(31)【優先権主張番号】202110180577.5
(32)【優先日】2021-02-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】500080546
【氏名又は名称】鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】HON HAI PRECISION INDUSTRY CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】66,Chung Shan Road,Tu-Cheng New Taipei,236(TW)
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】TRY国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】黄 国顔
(72)【発明者】
【氏名】游 家志
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087PA05
2H087PA17
2H087PB05
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA14
2H087QA22
2H087QA26
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA34
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】光学総長を効果的に短くして、感度を低下させる、光学イメージングシステム、撮像モジュール及び電子装置に関する。
【解決手段】物体側から像側へと順に、屈折率を有する第1レンズと、屈折率を有する第2レンズと、屈折率を有する第3レンズと、負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凸面である第4レンズと、負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凹面である第5レンズと、を備え、且つ0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°、2.4mm<TL4/FNO<2.9mmという条件式を満足する。ここで、TL5は前記第5レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、FOVは前記光学イメージングシステムの最大視野角であり、TL4は前記第4レンズの物側面から前記の結像面までの光軸上の距離であり、FNOは光学イメージングシステムの絞り数である。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学イメージングシステムであって、
物体側から像側へと順に屈折率を有する第1レンズと、
屈折率を有する第2レンズと、
屈折率を有する第3レンズと、
負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凸面である第4レンズと、
負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凹面である第5レンズと、を備え、
前記光学イメージングシステムは、0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°、2.4mm<TL4/FNO<2.9mmという条件式を満足し、
ここで、TL5は前記第5レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、FOVは前記光学イメージングシステムの最大視野角であり、TL4は前記第4レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、FNOは前記光学イメージングシステムの絞り数であることを特徴とする光学イメージングシステム。
【請求項2】
前記第5レンズの物側面は近光軸で凹面であり、前記第5レンズの物側面は近円周で凹面であり、前記第5レンズの像側面は、近円周で凸面であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項3】
前記光学イメージングシステムは、0.3<Imgh/f<0.6という条件式を満足し、
ここで、Imghは、前記光学イメージングシステムの最大視野角に対応する像高の半分であり、fは、前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項4】
前記光学イメージングシステムは、0.4<TL4/f<1という条件式を満足し、
ここで、fは、前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項5】
前記光学イメージングシステムは、0.2<TL5/f<0.6という条件式を満足し、ここで、fは、前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項6】
前記光学イメージングシステムは、0.7<TL/f<1.7という条件式を満足し、ここで、TLは、前記第1レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、fは、前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項7】
前記光学イメージングシステムは、1.8<f/EPD<2.8という条件式を満足し、ここで、fは、前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であり、EPDは、前記光学イメージングシステムの瞳入り直径であることを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項8】
前記光学イメージングシステムは、40°<FOV<60°という条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学イメージングシステム。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか1項に記載の光学イメージングシステムと、
前記光学イメージングシステムの像側に設けられた感光素子と、
を備えることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項10】
ケースと、請求項9に記載する撮像モジュールと、を備え、前記撮像モジュールは、前記ケースに設けられていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、光イメージング技術分野に関し、具体的に光学イメージングシステム、撮像モジュール及び電子装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、撮像機能を有する携帯電子装置の普及に伴い、小型化の光学イメージングシステムのニーズが高まっている。光学イメージングシステムに一般的に用いられる感光素子は、主に感光結合素子(Charge Coupled Device,CCD)と相補性酸化金属半導体素子(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS・Esnsor)がある。しかし、半導体プロセス技術の進歩に伴い、感光素子の画素サイズが縮小され、小型化された光学イメージングシステムが高画素分野へと発展していくため、光学イメージングシステムの撮像品質に対する要求も益々高まっている。
【0003】
従来、携帯電子装置に搭載される小型化の光学イメージングシステム(例えば4枚レンズ構成)は、スマートフォン(Smart Phone)やPDA(Personal Digital Assistant)等の高仕様の携帯型電子製品の流行により、小型化光学イメージングシステムの画素と結像品質の急速な上昇を促進する。従来の4枚レンズ構成では、より高次の光学イメージングシステムを満足することができない。
【0004】
現在、小型化の光学結像システムが5枚レンズ構成に進んでおり、光学イメージングシステムの結像品質と解析力を向上させることができるが、5枚レンズ構成における第4レンズ及び第5レンズは、1枚のレンズのみが負の屈折率を有し、そのレンズの負の屈折率が適切に分配されずに過度に集中し、光学イメージングシステムの感度を低下させることができず、結像品質とレンズの製作工程に影響を与える。また、5枚レンズ構成における第4レンズの面型及び第5レンズの面型は、光学イメージングシステムの主点(Principal Point)が結像面から遠く離れることにより、光学イメージングシステムのバックフォーカスを効果的に低減させることができず、光学イメージングシステムの光学全長を効果的に短縮して小型化の撮像装置に適用することができなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上の問題を鑑みて、光学イメージングシステム、撮像モジュール及び電子装置を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一形態に係る光学イメージングシステムは、物体側から像側へと順に、屈折率を有する第1レンズと、屈折率を有する第2レンズと、屈折率を有する第3レンズと、負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凸面である第4レンズと、負の屈折率を有し、像側面が近光軸で凹面である第5レンズと、を備え、前記光学イメージングシステムは、0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°、2.4mm<TL4/FNO<2.9mmという条件式を満足し、ここで、TL5は前記第5レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、FOVは前記光学イメージングシステムの最大視野角であり、TL4は前記第4レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、FNOは前記光学イメージングシステムの絞り数である。
【0007】
上述した光学イメージングシステムは、各レンズの屈折率と面型を合理的に配置することで、光学イメージングシステムの後焦点距離を効果的に低減し、光学イメージングシステムの光学全長を短くして、光学イメージングシステムの軽薄化と小型化を図り易くし、小型化の電子製品に適用することに有利である。これと同時に、単一レンズの屈折率が過度に集中するのを回避し、さらに光学イメージングシステムの感度を下げて、光学イメージングシステムにより安定した結像品質を持たせ、さらに製造し易くなる。上記の条件式を満足することで、入射光線を光学イメージングシステムに入る際の屈折角度変化を緩やかにして、光学イメージングシステムの収差の過度な増殖を効果的に回避することができ、迷光の形成を低減でき、結像品質はより安定であった。
【0008】
いくつかの態様において、前記第5レンズの物側面は近光軸で凹面であり、前記第5レンズの物側面は近円周で凹面であり、前記第5レンズの像側面は近円周で凸面である。
【0009】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、0.3<Imgh/f<0.6という条件式を満足する。
ここで、Imghは前記光学イメージングシステムの最大視野角に対応する像高の半分であり、fは前記光学イメージングシステムの有効焦点距離である。
【0010】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、0.4<TL4/f<1という条件式を満足する。
ここで、fは前記光学イメージングシステムの有効焦点距離である。
【0011】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、0.2<TL5/f<0.6という条件式を満足する。
ここで、fは前記光学イメージングシステムの有効焦点距離である。
【0012】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、0.7<TL/f<1.7という条件式を満足する。
ここで、TLは前記第1レンズの物側面から前記光学イメージングシステムの結像面までの光軸上の距離であり、fは前記光学イメージングシステムの有効焦点距離である。
【0013】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、1.8<f/EPD<2.8という条件式を満足する。
ここで、fは前記光学イメージングシステムの有効焦点距離であり、EPDは前記光学イメージングシステムの瞳入り直径である。
【0014】
いくつかの態様において、前記光学イメージングシステムは、40°<FOV<60°という条件式を満足する。
【0015】
本発明の一実施形態による撮像モジュールは、上述したような光学イメージングシステムと、前記光学イメージングシステムの像側に設けられた感光素子と、を備える。
【0016】
本発明の一実施形態に係る電子装置は、ケースと、前記ケースに設けられる上記のような撮像モジュールと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】本願の第1実施形態に係る光学イメージングシステムの構造を示す図である。
【
図2】本願の第1実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図3】本願の第2実施形態に係る光学イメージングシステムの概略構成図である。
【
図4】本願の第2実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図5】本願の第3実施形態に係る光学イメージングシステムの概略構成図である。
【
図6】本願の第3実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図7】本願の第4実施形態に係る光学イメージングシステムの概略構成図である。
【
図8】本願の第4実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図9】本願の第5実施形態に係る光学イメージングシステムの概略構成図である。
【
図10】本願の第5実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図11】本発明の第6実施形態に係る光学イメージングシステムの概略構成図である。
【
図12】本願の第6実施形態における光学イメージングシステムのフィールドカーブと歪みとの概略図である。
【
図13】本願の第7実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す図である。
【
図14】本願の第8実施形態に係る電子装置の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面において、先頭から終端までの同一または類似の符号が、同一または類似の素子または同一または類似の機能を有する素子を示す。以下、図面を参照して説明した実施形態は例示的なものであり、本願発明を解釈するためであり、本願を制限するものではない。
【0019】
また、「第1」、「第2」という用語は、目的を説明するためだけに使用され、相対的重要性を示すか、または指示された技術的特徴を明示する数を暗黙的に示すかのように理解できない。これにより、「第1」、「第2」という特徴が限定された特徴は、1又は複数の前記特徴を明示的又は暗示的に含んでいてもよい。本願の記載において、特に具体的な限定がない限り、「複数」の意味は3つまたは3つ以上であることを意味する。
【0020】
図1に示すように、本発明の第1実施形態では、物体側から像側に向かって順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5を含む光学イメージングシステム10が提案されている。設計のために、物側面S1と像側面S2とを有する仮想面L0を設ける必要がある。
【0021】
第1レンズL1は、屈折率を有すると共に、物側面S3及び像側面S4を有する。第2レンズL2は、屈折率を有すると共に、物側面S5及び像側面S6を有する。第3レンズL3は、屈折率を有すると共に、物側面S7及び像側面S8を有し、第4レンズL4は、負の屈折率を有すると共に、物側面S9及び像側面S10を有し、第4レンズL4の像側面S10は、近光軸で凸面である。第5レンズL5は、負の屈折率を有すると共に、物側面S11及び像側面S12を有し、第5レンズL5の像側面S12は、近光軸で凹面となっている。
【0022】
光学イメージングシステム10は、以下の条件式を満足する。
【0023】
0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°;2.4mm<TL4/FNO<2.9mm。
【0024】
ここで、TL5は第5レンズL5の物側面S11から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、FOVは光学イメージングシステム10の最大視野角であり、TL4は第4レンズL4の物側面S9から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、FNOは光学イメージングシステム10の絞り数である。
【0025】
上述の光学イメージングシステム10は、TL5/FOVの値とTL4/FNOの値を合理的に制御することで、入射光線を光学イメージングシステム10に入る際の屈折角度の変化を緩やかにすることができ、光学イメージングシステム10の収差の過度な増殖を効果的に回避することができ、迷光の形成を低減し、撮像品質が安定している。
【0026】
本実施形態の光学イメージングシステム10では、第4レンズL4と第5レンズL5との屈折率及び面型を合理的に配置することで、光学イメージングシステム10のバックフォーカスを効果的に低減し、光学イメージングシステム10の光学全長を短くして、薄型化や小型化を図り易く、小型化された電子部品への適用に有利である。これと同時に、単一レンズの屈折率が過度に集中するのを回避し、さらに光学イメージングシステム10の感度を低下させることができ、光学イメージングシステム10がより安定した結像品質を有し、製造が容易になる。
【0027】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、ダイヤフラムSTOをさらに含む。ダイヤフラムSTOは、任意の1つのレンズの表面、または、第1レンズL1の前、または、任意の2つのレンズの間、または、第5レンズL5の像側面S12に配置されてもよい。例えば、
図1において、ダイヤフラムSTOは、第1レンズL1の物側面S1に設けられている。
【0028】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、物側面S13及び像側面S14を有するフィルタL6を更に備える。フィルタL6は、第5レンズL5の像側に設けられ、例えば可視光等の他の波長域の光線をフィルタリングする一方、赤外光のみを通過させることで、暗い環境や他の特殊な応用場面でも光学イメージングシステム10を結像させることができる。
【0029】
なお、他の実施形態において、光学イメージングシステム10におけるフィルタL6は、赤外光などの非可視光をフィルタリングして、可視光だけを通過させて、人の目に適応させることができる。これにより、光学イメージングシステム10は、光が十分な昼間に使用される場合、より高い画素と良好な撮像品質を有するようになる。
【0030】
いくつかの実施形態において、第5レンズL5の物側面S11は、近光軸で凹面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近円周で凸面である。このように、第5レンズL5の面型を合理的に配置し、さらに光学イメージングシステム10のバックフォーカスを低減することで、光学イメージングシステム10の光学全長を短くする。
【0031】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、0.3<Imgh/f<0.6という条件式を満足する。ここで、Imghは光学イメージングシステム10の最大視野角に対応する像高の半分の最大結像高さであり、fは光学イメージングシステム10の有効焦点距離である。
【0032】
Imgh/fが上記の範囲を満足することで、光学イメージングシステム10の撮像特性を向上させ、光学イメージングシステム10の撮像品質を向上させることができる。
【0033】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、0.4<TL4/f<1という条件式を満足する。ここで、TL4/fが上記の範囲を満足することで、光学イメージングシステム10のバックフォーカスを低減することに有利であり、光学イメージングシステム10の光学全長を短くすることができる。
【0034】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、0.2<TL5/f<0.6という条件式を満足する。ここで、TL5/fが上記の範囲を満足することで、光学イメージングシステム10のバックフォーカスを低減することに有利であり、光学イメージングシステム10の光学全長を短くすることができる。
【0035】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、0.7<TL/f<1.7という条件式を満足する。ここで、TLは、第1レンズL1の物側面S3から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離である。
【0036】
TL/fが上記の範囲を満足することによって、光学イメージングシステム10の光学全長を短くすることに有利であり、光学イメージングシステム10の薄型化及び小型化を実現する。
【0037】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、1.8<f/EPD<2.8という条件式を満足する。ここで、EPDは、光学イメージングシステム10の瞳入り直径である。
【0038】
f/EPDが上記の範囲を満足することで、光学イメージングシステム10の入光量や絞り数を制御することに有利であり、光学イメージングシステム10が近くの物体に対して優れた解析力を有することにより、光学イメージングシステム10の撮像品質を向上させる。
【0039】
いくつかの実施形態において、光学イメージングシステム10は、40°<FOV<60°という条件式を満足する。
【0040】
FOVは、上記の範囲を満足することで、光学イメージングシステム10を標準撮影に適用することができ、光学イメージングシステム10の撮像品質を向上させることができる。
【0041】
[第1実施形態]
図1に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0042】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0043】
なお、他の実施例において、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもガラスであってもよく、あるいは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の中の1つまたは複数はガラスであり、残りはプラスチックであってもよい。
【0044】
第1レンズL1の物側面S3は、近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は、近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は、近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は、近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は、近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は、近光軸で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は、近光軸で凹面であり、第4レンズL4の像側面S10は、近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近光軸で凹面である。
【0045】
第1レンズL1の物側面S3は、近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は、近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は、近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は、近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は、近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の像側面S10は、近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近円周で凸面である。
【0046】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0047】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0048】
表1は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0049】
【0050】
ここで、fは光学イメージングシステム10の有効焦点距離であり、FNOは光学イメージングシステム10の絞り数であり、FOVは光学イメージングシステム10の最大視野角であり、TLは第1レンズL1の物側面S3から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、TL2は第2レンズL2の物側面S5から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、TL3は第3レンズL3の物側面S7から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、TL4は第4レンズL4の物側面S9から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離であり、TL5は第5レンズL5の物側面S11から光学イメージングシステム10の結像面IMAまでの光軸上の距離である。
【0051】
本実施形態では、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5は、何れも非球面であり、各非球面レンズの面型Zは、以下の非球面公式を利用できるが、これに限定されるものではない。
【0052】
【0053】
ここで、Zは非球面上の任意の一点と表面頂点との間の光軸に平行な距離であり、rは非球面上の任意の一点から光軸までの垂直距離であり、cは頂点曲率(曲率半径の逆数)であり、kは円錐定数であり、Aiは非球面の第i-th回の補正係数である。表2は、第1実施形態における各非球面レンズS3~S12に用いることができる高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0054】
【0055】
図2は、第1実施形態の光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.025mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが0.6%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図2から明らかなように、第1実施形態に係る光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができる。
【0056】
[第2実施形態]
図3に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0057】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0058】
第1レンズL1の物側面S3は近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近光軸で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近光軸で凹面である。
【0059】
第1レンズL1の物側面S3は近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は近円周で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近円周で凸面である。
【0060】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0061】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0062】
表3は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0063】
【0064】
表4は、第2実施例における各球面レンズS3-S12に用いることができる高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0065】
【0066】
図4は、第2実施形態の光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.012mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが2%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図4から明らかなように、第2実施形態に示す光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができる。
【0067】
[第3実施形態]
図5に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0068】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0069】
第1レンズL1の物側面S3は近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近光軸で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近光軸で凹面である。
【0070】
第1レンズL1の物側面S3は近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は近円周で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近円周で凸面である。
【0071】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0072】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0073】
表5は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0074】
【0075】
表6は、第3実施例において各球面レンズS3-S12に用いられ得る高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0076】
【0077】
図6は、第3実施形態の光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.014mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが1.6%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図6によれば、第3実施例による光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができることが分かる。
【0078】
[第4実施形態]
図7に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0079】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0080】
第1レンズL1の物側面S3は近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の物側面S9は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近光軸で凹面である。
【0081】
第1レンズL1の物側面S3は、近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は、近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は、近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は、近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は、近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の像側面S10は、近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近円周で凸面である。
【0082】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0083】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0084】
表7は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0085】
【0086】
表8は、第4実施例において各球面レンズS3-S12に用いられ得る高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0087】
【0088】
図8は、第4実施形態に係る光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.014mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが1.6%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図8から明らかなように、第4実施形態で示した光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができる。
【0089】
[第5実施形態]
図9に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0090】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0091】
第1レンズL1の物側面S3は近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の物側面S9は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近光軸で凹面である。
【0092】
第1レンズL1の物側面S3は、近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は、近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は、近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は、近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は、近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の像側面S10は、近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近円周で凸面である。
【0093】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0094】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0095】
表9は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0096】
【0097】
表10は、第5実施例における各球面レンズS3-S12に用いられ得る高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0098】
【0099】
図10は、第5実施形態に係る光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.014mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが1.6%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図10から明らかなように、第5実施形態で示した光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができる。
【0100】
[第6実施形態]
図11に示すように、本実施形態における光学イメージングシステム10は、物体側から像側に向かって順に、ダイヤフラムSTO、屈折率を有する第1レンズL1、屈折率を有する第2レンズL2、屈折率を有する第3レンズL3、負の屈折率を有する第4レンズL4、負の屈折率を有する第5レンズL5及びフィルタL6を備える。
【0101】
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5の材質は何れもプラスチックであり、フィルタL6の材質はガラスである。
【0102】
第1レンズL1の物側面S3は近光軸で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は近光軸で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は近光軸で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の物側面S7は近光軸で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の物側面S9は近光軸で凸面であり、第4レンズL4の像側面S10は近光軸で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は近光軸で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は近光軸で凹面である。
【0103】
第1レンズL1の物側面S3は、近円周で凸面であり、第1レンズL1の像側面S4は、近円周で凸面であり、第2レンズL2の物側面S5は、近円周で凹面であり、第2レンズL2の像側面S6は、近円周で凸面であり、第3レンズL3の物側面S7は、近円周で凹面であり、第3レンズL3の像側面S8は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の物側面S9は、近円周で凹面であり、第4レンズL4の像側面S10は、近円周で凸面であり、第5レンズL5の物側面S11は、近円周で凹面であり、第5レンズL5の像側面S12は、近円周で凸面である。
【0104】
ここで、第1レンズL1の分散係数は55.584であり、第2レンズL2の分散係数は19.238であり、第3レンズL3の分散係数は19.238であり、第4レンズL4の分散係数は55.584であり、第5レンズL5の分散係数は55.584である。
【0105】
光学イメージングシステム10が撮像に使用される時に、被写体から発せられるか若しくは反射した光が、物体側から光学イメージングシステム10に入射し、且つダイヤフラムSTO、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及びフィルタL6を順次に通過し、最終的に結像面IMAに収束する。
【0106】
表11は、本実施形態の光学イメージングシステム10の特性を示す表であり、そのうち、焦点距離、屈折率及びアッベ数の基準波長が何れも558nmであり、曲率半径、厚さ及び半口径の単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0107】
【0108】
表12は、第6実施例における各球面レンズS3-S12に用いられ得る高次項係数K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及びA20を示している。
【0109】
【0110】
図12は、第6実施形態の光学イメージングシステム10のフィールドカーブ曲線及び歪み曲線を示している。フィールドカーブ曲線は、子午像面の曲がりと弧矢像面の曲がりを表す。ここで、弧矢像面の曲がりと子午像面の曲がりの最大値が何れも0.014mm未満であり、良好な補償が得られるものである。歪み曲線は、異なる視野角に対応する歪みの大きさの値を示し、最大の歪みが1.6%未満であり、歪みも良好に補正されている。
図12より、第6実施形態に係る光学イメージングシステム10は、良好な撮像品質を実現することができることが分かる。
【0111】
表13は、第1~第6実施形態の光学イメージングシステム10におけるTL5/FOV(mm/°)、TL4/FNO(mm)、Imgh/f、TL4/f、TL5/f、TL/f、f/EPD及びFOV(°)の値を示している。
【0112】
【0113】
図13に示すように、本願の第7実施形態は、光学イメージングシステム10と、光学イメージングシステム10の像側に設けられた感光素子20とを備える撮像モジュール100を提供する。
【0114】
具体的には、感光素子20は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサや電荷結合素子(CCD、Charge-coupled Device)を採用することができる。
【0115】
本実施形態の撮像モジュール100における光学イメージングシステム10は、第4レンズL4及び第5レンズL5の屈折率及び面型を合理的に配置することで、光学イメージングシステム10のバックフォーカスを効果的に低減し、光学イメージングシステム10の光学全長を短くし、薄型化や小型化を図り易く、小型化された電子部品への適用に有利である。これと同時に、単一のレンズの屈折率が過度に集中するのを回避し、さらに光学イメージングシステム10の感度を低下させ、光学イメージングシステム10がより安定した結像品質を有し、製造が容易になる一方、光学イメージングシステム10は、TL5/FOVの値とTL4/FNOの値を合理的に制御することで、入射光線を光学イメージングシステム10に入射する際の屈折角度の変化を緩やかにすることができ、光学イメージングシステム10の収差の過度な増殖を効果的に回避することができ、迷光の発生を抑制でき、撮像品質が安定している。
【0116】
図14に示すように、本発明の第8実施形態は、ケース200と、ケース200に設けられる撮像モジュール100とを備える電子装置1000を提供する。
【0117】
本実施形態の電子装置1000は、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、電子書籍リーダー、携帯型マルチメディアプレーヤー(PMP)、携帯電話機、テレビ電話機、デジタルスチルカメラ、モバイル医療機器、ウェアラブル機器等の撮像対応の電子装置1000に限定されない。
【0118】
本実施形態の電子装置1000における光学イメージングシステム10は、第4レンズL4及び第5レンズL5の屈折率及び面型を合理的に配置することで、光学イメージングシステム10のバックフォーカスを効果的に低減し、光学イメージングシステム10の光学全長を短くし、薄型化及び小型化を図り易く、小型化電子装置に適用することに有利である。これと同時に、単一のレンズ屈折率が過度に集中するのを回避し、さらに光学イメージングシステム10の感度を低下させ、光学イメージングシステム10がより安定した結像品質を有し、製造が容易になる一方、光学イメージングシステム10は、TL5/FOVの値とTL4/FNOの値を合理的に制御することで、入射光線を光学イメージングシステム10に入射する際の屈折角度の変化を緩やかにすることができ、光学イメージングシステム10の収差の過度な増殖を効果的に回避することができ、迷光の発生を抑制でき、撮像品質が安定している。
【0119】
本発明は、上述の例示的な実施形態の詳細に限定されず、本発明の精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施できることは当業者には明らかである。したがって、本発明における上記の各実施形態は、本発明を制限するものではなく、例示と見なされるべきであり、本発明の範囲は、上記の説明により限定されることではなく、特許請求の範囲によって定義される。なお、特許請求の同等要素の意味及び範囲におけるすべての変更は、本発明に含まれる。
【0120】
上記の各実施形態は、ただ本発明の技術的解決策を説明するためのものであり、限定することを意図するものではなく、好ましい実施形態を参照して、本発明について詳細に説明しているが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の技術的解決策を修正または同等に置換できることを理解すべきである。
【符号の説明】
【0121】
1000 電子装置
100 撮像モジュール
10 光学イメージングシステム
L0 仮想面
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
L6 フィルタ
STO ダイヤフラム
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13 物側面
S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14 像側面
IMA 結像面
20 感光素子
200 ケース