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(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】P2022039896
(43)【公開日】2022-03-10
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20220303BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20220303BHJP
【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 2020216638
(22)【出願日】2020-12-25
(31)【優先権主張番号】202010866922.6
(32)【優先日】2020-08-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】520128543
【氏名又は名称】エーエーシー オプティクス (チャンジョウ)カンパニーリミテッド
(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】▲孫▼ ▲ウェン▼
(72)【発明者】
【氏名】▲陳▼ 佳
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087PA05
2H087PA17
2H087PB05
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA37
2H087QA41
2H087QA45
2H087RA05
2H087RA06
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA34
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】
【課題】本発明は、光学レンズ分野に関し、撮像光学レンズを開示する。
【解決手段】当該撮像光学レンズは、合計で5枚のレンズを備え、前記5枚のレンズは、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ、及び負の屈折力を有する第5レンズであり、第1レンズから第5レンズのうちの少なくとも一つは、自由曲面を含み、第2レンズの像側面の中心曲率半径をR4としたときに、条件式R4≦0を満たす。本発明による撮像光学レンズは、良好な光学性能を有しつつ、極薄化、広角化、大口径の設計要求を満たす。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像光学レンズであって、
前記撮像光学レンズは、合計で5枚のレンズを備え、前記5枚のレンズは、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ、及び負の屈折力を有する第5レンズであり、
前記第1レンズから前記第5レンズのうちの少なくとも一つは、自由曲面を含み、
前記第2レンズの像側面の中心曲率半径をR4としたときに、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
R4≦0 (1)
【請求項2】
前記第2レンズの像側面から前記第3レンズの物体側面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(2)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。
1.50≦d5/d4≦11.00 (2)
【請求項3】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第1レンズの物体側面の中心曲率半径をR1、前記第1レンズの像側面の中心曲率半径をR2、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(3)~(5)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。
0.48≦f1/f≦1.51 (3)
-3.74≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.02 (4)
0.05≦d1/TTL≦0.21 (5)
【請求項4】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第2レンズの物体側面の中心曲率半径をR3、前記第2レンズの軸上厚みをd3、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(6)~(8)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。
-4.62≦f2/f≦-1.29 (6)
-3.06≦(R3+R4)/(R3-R4)≦-0.73 (7)
0.02≦d3/TTL≦0.07 (8)
【請求項5】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3、前記第3レンズの物体側面の中心曲率半径をR5、前記第3レンズの像側面の中心曲率半径をR6、前記第3レンズの軸上厚みをd5、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(9)~(11)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。
1.27≦f3/f≦6.73 (9)
-3.58≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-0.07 (10)
0.04≦d5/TTL≦0.24 (11)
【請求項6】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第4レンズの焦点距離をf4、前記第4レンズの物体側面の中心曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の中心曲率半径をR8、前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(12)~(14)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。
0.53≦f4/f≦5.63 (12)
0.70≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.58 (13)
0.06≦d7/TTL≦0.19 (14)
【請求項7】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9、前記第5レンズの像側面の中心曲率半径をR10、前記第5レンズの軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(15)~(17)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。
-3.23≦f5/f≦-0.54 (15)
0.89≦(R9+R10)/(R9-R10)≦4.98 (16)
0.05≦d9/TTL≦0.24 (17)
【請求項8】
前記撮像光学レンズの光学長をTTL、前記撮像光学レンズの像高をIHとしたときに、以下の条件式(18)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。
TTL/IH≦1.60 (18)
【請求項9】
前記撮像光学レンズの画角をFOVとしたときに、以下の条件式(19)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。
FOV≧77° (19)
【請求項10】
前記撮像光学レンズの絞り値をFNOとしたときに、以下の条件式(20)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。
FNO≦2.21 (20)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズ分野に関し、特にスマートフォン、デジタルカメラなどの携帯端末装置と、モニタ、PCレンズなどの撮像装置とに適用される撮像光学レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
結像レンズの発展に伴い、レンズの結像に対する人々の要求が高まってきており、レンズの「夜景撮影」や「背景ぼかし」もレンズの結像規格を測る重要な指標となっている。従来、回転対称の非球面が多く採用されており、このような非球面では、子午面内においてのみ十分な自由度を有し、軸外収差を良好に補正することができない。また、従来の構成では、屈折力配分、レンズ間隔及びレンズ形状の設定が不十分であり、レンズの薄型化及び広角化が不十分となっていた。自由曲面は、非回転対称の表面タイプであり、収差をより良くバランスさせ、結像品質を向上させることができ、しかも自由曲面の加工も徐々に成熟している。レンズの結像要求の向上に伴い、レンズを設計する際に自由曲面を入れることが重要であり、特に広角と超広角レンズの設計において効果が一層顕著である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記問題に鑑みて、本発明は、良好な光学性能を有しつつ、大口径、極薄化、広角化の特性を有する撮像光学レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記技術的問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。前記撮像光学レンズは、合計で5枚のレンズを備え、前記5枚のレンズは、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ、及び負の屈折力を有する第5レンズであり、
前記第1レンズから前記第5レンズのうちの少なくとも一つは、自由曲面を含み、前記第2レンズの像側面の中心曲率半径をR4としたときに、以下の条件式(1)を満たす。
R4≦0 (1)
【0005】
好ましくは、前記第2レンズの像側面から前記第3レンズの物体側面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(2)を満たす。
1.50≦d5/d4≦11.00 (2)
【0006】
好ましくは、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第1レンズの物体側面の中心曲率半径をR1、前記第1レンズの像側面の中心曲率半径をR2、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(3)~(5)を満たす。
0.48≦f1/f≦1.51 (3)
-3.74≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.02 (4)
0.05≦d1/TTL≦0.21 (5)
【0007】
好ましくは、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第2レンズの物体側面の中心曲率半径をR3、前記第2レンズの軸上厚みをd3、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(6)~(8)を満たす。
-4.62≦f2/f≦-1.29 (6)
-3.06≦(R3+R4)/(R3-R4)≦-0.73 (7)
0.02≦d3/TTL≦0.07 (8)
【0008】
好ましくは、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3、前記第3レンズの物体側面の中心曲率半径をR5、前記第3レンズの像側面の中心曲率半径をR6、前記第3レンズの軸上厚みをd5、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(9)~(11)を満たす。
1.27≦f3/f≦6.73 (9)
-3.58≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-0.07 (10)
0.04≦d5/TTL≦0.24 (11)
【0009】
好ましくは、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第4レンズの焦点距離をf4、前記第4レンズの物体側面の中心曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の中心曲率半径をR8、前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(12)~(14)を満たす。
0.53≦f4/f≦5.63 (12)
0.70≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.58 (13)
0.06≦d7/TTL≦0.19 (14)
【0010】
好ましくは、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9、前記第5レンズの像側面の中心曲率半径をR10、前記第5レンズの軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の条件式(15)~(17)を満たす。
-3.23≦f5/f≦-0.54 (15)
0.89≦(R9+R10)/(R9-R10)≦4.98 (16)
0.05≦d9/TTL≦0.24 (17)
【0011】
好ましくは、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、前記撮像光学レンズの像高をIHとしたときに、以下の条件式(18)を満たす。
TTL/IH≦1.60 (18)
【0012】
好ましくは、前記撮像光学レンズの画角をFOVとしたときに、以下の条件式(19)を満たす。
FOV≧77° (19)
【0013】
好ましくは、前記撮像光学レンズの絞り値をFNOとしたときに、以下の条件式(20)を満たす。
FNO≦2.21 (20)
【発明の効果】
【0014】
本発明は、下記の有益な効果を奏することができる。本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学性能を有しつつ、大口径、極薄化及び広角化の特性を有し、また、第1レンズから第5レンズのうちの少なくとも1つのレンズが、自由曲面を含むことで、システムの歪みや像面湾曲の補正に寄与し、結像品質の向上に寄与し、特に高画素用のCCD、CMOSなどの撮像素子により構成された携帯電話の撮像レンズユニットとWEB撮像レンズに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本発明の実施の形態における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施の形態の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に記載する図面は本発明のいくつかの実施の形態に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
図1】本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。
図2図1に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。
図3】本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。
図4図3に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。
図5】本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。
図6図5に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。
図7】本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。
図8図7に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。
図9】本発明の第5実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。
図10図9に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の目的、解決手段及びメリットがより明瞭になるように、本発明の各実施形態を図面を参照しながら以下に詳細に説明する。しかし、本発明の各実施形態において、本発明が良く理解されるように多くの技術的詳細が与えられているが、それらの技術的詳細および以下の各実施形態に基づく各種の変化及び修正が存在しなくとも、本発明の保護しようとするものを実現可能であることは、当業者に理解されるべきである。
【0017】
(第1実施形態)
図面を参照すると、本発明は、撮像光学レンズ10を提供する。図1には、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10が示され、当該撮像光学レンズ10は、合計で5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から構成される。第5レンズL5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。
【0018】
本実施形態では、第1レンズL1はプラスチック材質であり、第2レンズL2はプラスチック材質であり、第3レンズL3はプラスチック材質であり、第4レンズL4はプラスチック材質であり、第5レンズL5はプラスチック材質である。他の実施例では、各レンズは、他の材質であってもよい。
【0019】
本実施形態では、前記第1レンズL1から前記第5レンズL5のうちの少なくとも一つは、自由曲面を含み、自由曲面は、システムの歪みや像面湾曲の補正に寄与し、結像品質の向上に寄与する。
【0020】
本実施形態では、第1レンズL1は、正の屈折力を有し、第1レンズの焦点距離範囲を規定し、規定された範囲内では、システムの広角化の実現に有利である。
【0021】
本実施形態では、第2レンズL2は、負の屈折力を有し、第2レンズの焦点距離範囲を規定し、規定された範囲内では、システムの結像性能の向上に寄与する。
【0022】
本実施形態では、第3レンズL3は、正の屈折力を有し、第3レンズの焦点距離範囲を規定し、規定された範囲内では、結像の品質の向上に寄与する。
【0023】
本実施形態では、第4レンズL4は、正の屈折力を有し、第4レンズの焦点距離範囲を規定し、規定された範囲内では、システムの結像性能の向上に寄与する。
【0024】
前記第2レンズL2の像側面の中心曲率半径をR4として定義すると、条件式R4≦0を満たす。この条件式は、第2レンズの形状を規定するものである。条件式の範囲内では、システム像面湾曲の補正、像質の向上に有利である。
【0025】
前記第2レンズL2の像側面から前記第3レンズL3の物体側面までの軸上距離をd4、前記第3レンズL3の軸上厚みをd5として定義すると、条件式1.50≦d5/d4≦11.00を満たす。d5/d4が条件式を満たす場合、システムの全長の短縮に有利である。
【0026】
本実施形態では、前記第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る。
【0027】
前記第1レンズL1の焦点距離をf1、前記撮像光学レンズ10全体の焦点距離をfとして定義すると、条件式0.48≦f1/f≦1.51を満たす。この条件式は、第1レンズL1の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定する。規定された範囲内において、第1レンズが適切な正の屈折力を有し、システム収差の低減に有利であるとともに、レンズの極薄化、広角化への進化にも有利である。好ましくは、条件式0.77≦f1/f≦1.21を満たす。
【0028】
前記第1レンズL1の物体側面の中心曲率半径をR1、前記第1レンズL1の像側面の中心曲率半径をR2としたときに、条件式-3.74≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.02を満たす。第1レンズL1の形状を合理的に制御することで、第1レンズL1によってシステムの球面収差を効果的に補正可能である。好ましくは、条件式-2.34≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.27を満たす。
【0029】
前記第1レンズL1の軸上厚みをd1、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.05≦d1/TTL≦0.21を満たす。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≦d1/TTL≦0.17を満たす。
【0030】
本実施形態では、前記第2レンズL2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。
【0031】
前記第2レンズL2の焦点距離をf2、前記撮像光学レンズ10全体の焦点距離をfとしたときに、条件式-4.62≦f2/f≦-1.29を満たす。第2レンズL2の負屈折力を合理的な範囲に制御することは、光学システムの収差の補正に有利である。好ましくは、条件式-2.89≦f2/f≦-1.61を満たす。
【0032】
前記第2レンズL2の物体側面の中心曲率半径をR3、前記第2レンズL2像側面の中心曲率半径をR4としたときに、条件式-3.06≦(R3+R4)/(R3-R4)≦-0.73を満たす。この条件式は、第2レンズL2の形状を規定するものである。条件式で規定された範囲では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸上色収差の補正に有利である。好ましくは、条件式-1.91≦(R3+R4)/(R3-R4)≦-0.92を満たす。
【0033】
前記第2レンズL2の軸上厚みをd3、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.02≦d3/TTL≦0.07を満たす。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≦d3/TTL≦0.06を満たす。
【0034】
本実施形態では、前記第3レンズL3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凸面である。
【0035】
前記第3レンズL3の焦点距離をf3、前記撮像光学レンズ10全体の焦点距離をfとして定義すると、条件式1.27≦f3/f≦6.73を満たす。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2.03≦f3/f≦5.39を満たす。
【0036】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径をR5、第3レンズL3の像側面の中心曲率半径をR6としたときに、条件式-3.58≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-0.07を満たす。この条件式は、第3レンズの形状を規定するものである。条件式で規定された範囲では、光線がレンズを通る屈折度合いを緩和し、収差を効果的に小さくすることができる。好ましくは、条件式-2.24≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-0.09を満たす。
【0037】
前記第3レンズL3の軸上厚みをd5、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.04≦d5/TTL≦0.24を満たす。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≦d5/TTL≦0.19を満たす。
【0038】
本実施形態では、前記第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る。
【0039】
前記第4レンズL4の焦点距離をf4、前記撮像光学レンズ10全体の焦点距離をfとして定義すると、条件式0.53≦f4/f≦5.63を満たす。この条件式は、第4レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学システム性能の向上に有利である。好ましくは、条件式0.84≦f4/f≦4.51を満たす。
【0040】
前記第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径をR7、前記第4レンズL4像側面の中心曲率半径をR8としたときに、条件式0.70≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.58を満たす。この条件式は、第4レンズL4の形状を規定するものである。条件式で規定された範囲では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差などの補正に有利である。好ましくは、条件式1.12≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.07を満たす。
【0041】
前記第4レンズL4の軸上厚みをd7、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.06≦d7/TTL≦0.19を満たす。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0.09≦d7/TTL≦0.15を満たす。
【0042】
本実施形態では、前記第5レンズL5は、負の屈折力を有し、その物体側面が近軸において凸面であり、その像側面が近軸において凹面である。
【0043】
前記第5レンズL5の焦点距離をf5、前記撮像光学レンズ10全体の焦点距離をfとして定義すると、条件式-3.23≦f5/f≦-0.54を満たす。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、公差感度を低減することができる。好ましくは、条件式-2.02≦f5/f≦-0.67を満たす。
【0044】
前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9、前記第5レンズの像側面の中心曲率半径をR10としたときに、条件式0.89≦(R9+R10)/(R9-R10)≦4.98を満たす。この条件式は、第5レンズL5の形状を規定するものである。条件式で規定された範囲では、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などに有利である。好ましくは、条件式1.42≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.98を満たす。
【0045】
前記第5レンズL5の軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.05≦d9/TTL≦0.24を満たす。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0.09≦d9/TTL≦0.19を満たす。
【0046】
本実施形態では、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTL、前記撮像光学レンズ10の像高をIHとしたときに、条件式TTL/IH≦1.60を満たす。これにより、極薄化を図る。
【0047】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの画角をFOVとしたときに、条件式FOV≧77°を満たす。これにより、広角化を図る。
【0048】
本実施形態では、撮像光学レンズ10の絞り値FNOは、2.21以下である。これにより、大口径を図る、結像性能が良好になる。
【0049】
上記関係を満たす場合、撮像光学レンズ10は、良好な光学性能を有するとともに、自由曲面が用いられることで、設計像面領域と実使用領域とのマッチングが可能となり、有効領域の像質を最大限に向上させることができる。当該撮像光学レンズ10の特性から、当該撮像光学レンズ10は、特に高画素用のCCD、CMOSなどの撮像素子により構成された携帯電話の撮像レンズユニットとWEB撮像レンズに適用することができる。
【0050】
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、中心曲率半径、軸上厚みの単位は、mmである。
【0051】
TTLは、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、単位がmmである。
絞り値FNOとは、撮像光学レンズの有効焦点距離と入射瞳径との比を指すものである。
【0052】
表1及び表2は、本発明に係る第1実施形態の撮像光学レンズ10の設計データを示す。ここで、第1レンズL1の物体側面及び像側面は、自由曲面である。
【0053】
【表1】
【0054】
ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
S1:絞り
R:光学面中心における曲率半径
R1:第1レンズL1の物体側面の中心曲率半径
R2:第1レンズL1の像側面の中心曲率半径
R3:第2レンズL2の物体側面の中心曲率半径
R4:第2レンズL2の像側面の中心曲率半径
R5:第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径
R6:第3レンズL3の像側面の中心曲率半径
R7:第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径
R8:第4レンズL4の像側面の中心曲率半径
R9:第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径
R10:第5レンズL5の像側面の中心曲率半径
R11:光学フィルタGFの物体側面の中心曲率半径
R12:光学フィルタGFの像側面の中心曲率半径
d:レンズの軸上厚み、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
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
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
vg:光学フィルタGFのアッベ数。
【0055】
表2は、本発明に係る第1実施形態の撮像光学レンズ10における各レンズの非球面データを示す。
【0056】
【表2】
【0057】
z=(cr)/{1+[1-(k+1)(c)]1/2}+A4r+A6r+A8r+A10r10+A12r12+A14r14+A16r16+A18r18+A20r20 (21)
但し、kは円錐係数であり、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20は非球面係数であり、cは、光学面中心における曲率であり、rは、非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、zは、非球面深さ(非球面において光軸から距離rの点と、非球面の光軸上の頂点に接する接平面の両者間の垂直距離)である。
【0058】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(21)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(21)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0059】
表3は、本発明に係る第1実施形態の撮像光学レンズ10における自由曲面データを示す。
【0060】
【表3】
【数1】
【0061】
ここで、kは円錐係数であり、Biは自由曲面係数であり、cは光学面中心における曲率であり、rは自由曲面上の点と光軸との垂直距離であり、xはrのx方向成分であり、yはrのy方向成分であり、zは、非球面深さ(非球面において光軸から距離rの点と、非球面の光軸上の頂点に接する接平面の両者間の垂直距離)である。
【0062】
個々の自由曲面は、便宜上、上記式(22)に示すような拡張多項式面型(Extended Polynomial)を用いる。ただし、本発明は、この式(22)で表される自由曲面多項式形式に限定されるものではない。
【0063】
図2は、第1実施例に係る撮像光学レンズ10のRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。図2からわかるように、第1実施形態に係る撮像光学レンズ10は、良好な結像品質を実現することができる。
【0064】
また、後の表16は、各実施形態1、2、3、4、5における各種数値と条件式に規定されたパラメータが対応する値を示す。
【0065】
表16に示すように、第1実施形態は、各条件式を満たす。
【0066】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの入射瞳径ENPDは、1.707mmであり、全視野像高(対角線方向)IHは、6.940mmであり、x方向像高は、5.200mmであり、y方向像高は、4.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果は最も優れ、対角線方向の画角FOVは、87.03°であり、x方向の画角は、71.24°であり、y方向の画角は、65.17°であり、前記撮像光学レンズ10は、広角化、極薄化、大口径の設計要求を満たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0067】
(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。
【0068】
表4、表5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。ここで、第1レンズL1の物体側面と像側面は、自由曲面である。
【0069】
【表4】
【0070】
表5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。
【0071】
【表5】
【0072】
表6は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20における自由曲面データを示す。
【0073】
【表6】
【0074】
図4は、第2実施例に係る撮像光学レンズ20のRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。図4からわかるように、第2実施形態に係る撮像光学レンズ20は、良好な結像品質を実現することができる。
【0075】
表16に示すように、第2実施形態は、各条件式を満足する。
【0076】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの入射瞳径ENPDは、1.720mmであり、全視野像高(対角線方向)IHは、6.940mmであり、x方向像高は、5.200mmであり、y方向像高は、4.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果は最も優れ、対角線方向の画角FOVは、88.27°であり、x方向の画角は、72.46°であり、y方向の画角は、65.96°であり、前記撮像光学レンズ20は、広角化、極薄化、大口径の設計要求を満たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0077】
(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。
【0078】
表7、表8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。ここで、第1レンズL1の物体側面と像側面は、自由曲面である。
【0079】
【表7】
【0080】
表8は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30における各レンズの非球面データを示す。
【0081】
【表8】
【0082】
表9は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30における自由曲面データを示す。
【0083】
【表9】
【0084】
図6は、第3実施例に係る撮像光学レンズ30のRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。図6からわかるように、第3実施形態に係る撮像光学レンズ30は、良好な結像品質を実現することができる。
【0085】
以下、表16は、上記条件式に従って本実施形態において各条件式に対応する値を示す。明らかに、本実施形態に係る撮像光学システムは上記条件式を満足する。
【0086】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの入射瞳径ENPDは、1.741mmであり、全視野像高(対角線方向)IHは、6.940mmであり、x方向像高は、5.200mmであり、y方向像高は、4.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果は最も優れ、対角線方向の画角FOVは、88.09°であり、x方向の画角は、71.99°であり、y方向の画角は、65.46°であり、前記撮像光学レンズ30は、広角化、極薄化、大口径の設計要求を満たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0087】
(第4実施形態)
第4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。
【0088】
本実施形態では、第3レンズL3の像側面が近軸において凹面である。
【0089】
表10、表11は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40の設計データを示す。ここで、第4レンズL4の物体側面と像側面は、自由曲面である。
【0090】
【表10】
【0091】
表11は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40における各レンズの非球面データを示す。
【0092】
【表11】
【0093】
表12は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40における自由曲面データを示す。
【0094】
【表12】
【0095】
図8は、第4実施例に係る撮像光学レンズ40のRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。図8からわかるように、第4実施形態に係る撮像光学レンズ40は、良好な結像品質を実現することができる。
【0096】
以下、表16は、上記条件式に従って本実施形態において各条件式に対応する値を示す。明らかに、本実施形態に係る撮像光学システムは上記条件式を満足する。
【0097】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの入射瞳径ENPDは、1.696mmであり、全視野像高(対角線方向)IHは、6.000mmであり、x方向像高は、4.800mmであり、y方向像高は、3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果は最も優れ、対角線方向の画角FOVは、77.50°であり、x方向の画角は、65.13°であり、y方向の画角は、50.74°であり、前記撮像光学レンズ40は、広角化、極薄化、大口径の設計要求を満たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0098】
(第5実施形態)
第5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。
【0099】
本実施形態では、第3レンズL3の像側面が近軸において凹面である。
【0100】
表13、表14は、本発明の第5実施形態に係る撮像光学レンズ50の設計データを示す。ここで、第4レンズL4の物体側面と像側面は、自由曲面である。
【0101】
【表13】
【0102】
表14は、本発明の第5実施形態に係る撮像光学レンズ50における各レンズの非球面データを示す。
【0103】
【表14】
【0104】
表15は、本発明の第5実施形態に係る撮像光学レンズ50における自由曲面データを示す。
【0105】
【表15】
【0106】
図10は、第5実施例に係る撮像光学レンズ50のRMS光スポットの直径が第1象限内である場合を示す図である。図10からわかるように、第5実施形態に係る撮像光学レンズ50は、良好な結像品質を実現することができる。
【0107】
以下、表16は、上記条件式に従って本実施形態において各条件式に対応する値を示す。明らかに、本実施形態に係る撮像光学システムは上記条件式を満足する。
【0108】
本実施形態では、前記撮像光学レンズの入射瞳径ENPDは、1.695mmであり、全視野像高(対角線方向)IHは、6.000mmであり、x方向像高は、4.800mmであり、y方向像高は、3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果は最も優れ、対角線方向の画角FOVは、77.50°であり、x方向の画角は、65.16°であり、y方向の画角は、50.74°であり、前記撮像光学レンズ50は、広角化、極薄化、大口径の設計要求を満たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0109】
【表16】
【0110】
上記各実施形態は、本発明を実施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、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能であることは当業者に理解されるところである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10