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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】P2022042919
(43)【公開日】2022-03-15
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20220308BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20220308BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020203917
(22)【出願日】2020-12-09
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-10-20
(31)【優先権主張番号】202010917558.1
(32)【優先日】2020-09-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】320011719
【氏名又は名称】エーエーシー オプティックス (ソシュウ) カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100199819
【弁理士】
【氏名又は名称】大行 尚哉
(74)【代理人】
【識別番号】100087859
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 秀治
(72)【発明者】
【氏名】季勇華
(72)【発明者】
【氏名】ソンモン
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087PA05
2H087PA17
2H087PB05
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA26
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA45
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA34
2H087RA42
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】
【課題】本発明は撮像光学レンズに関する。
【解決手段】5枚のレンズを含み、物体側から像側へ順に第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ及び第5レンズを含み、第1と第2レンズの焦点距離をそれぞれf1、f2、第3レンズの物体側と像側の面、第4レンズの物体側と像側の面、第5レンズの物体側と像側の面の曲率半径をそれぞれR5、R6、R7、R8、R9、R10、第2レンズの像側の面から第3レンズの物体側の面までの軸上距離をd4、第3レンズの像側の面から第4レンズの物体側の面までの軸上距離をd6にしたときに、-3.50≦f2/f1≦-1.80、1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75、1.30≦d6/d4≦2.00、5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00、-5.00≦R9/R10≦-1.50の関係式を満たす。本発明は、良好な光学性能を有し、大絞り、広角と極薄の要求を満たす。
【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、
合計5枚のレンズを含み、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、負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、
そのうち、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの物体側の面の曲率半径をR5、前記第3レンズの像側の面の曲率半径をR6、前記第4レンズの物体側の面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側の面の曲率半径をR8、前記第5レンズの物体側の面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側の面の曲率半径をR10、前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの像側の面から前記第4レンズの物体側の面までの軸上距離をd6にしたときに、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。
-3.50≦f2/f1≦-1.80
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75
1.30≦d6/d4≦2.00
5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00
-5.00≦R9/R10≦-1.50
【請求項2】
前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側の面から前記第2レンズの物体側の面までの軸上距離をd2にしたときに、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。
4.00≦d1/d2≦8.00
【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レンズの物体側の面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側の面の曲率半径を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全長をTTLにしたときに、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。
0.37≦f1/f≦1.30
-3.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.71
0.06≦d1/TTL≦0.21
【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レンズの物体側の面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側の面の曲率半径をR4、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全長をTTLにしたときに、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。
-5.90≦f2/f≦-0.91
-1.59≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.96
0.03≦d3/TTL≦0.09
【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レンズの軸上厚みをd5、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
-92.61≦f3/f≦-9.93
0.03≦d5/TTL≦0.11
【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レンズの軸上厚みをd7、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
0.35≦f4/f≦1.35
0.05≦d7/TTL≦0.21
【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レンズの軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
-1.30≦f5/f≦-0.37
0.13≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.00
0.04≦d9/TTL≦0.13
【請求項8】
前記撮像光学レンズの像高をIH、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
TTL/IH≦1.36
【請求項9】
前記撮像光学レンズの画角をFOVにしたときに、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。
FOV≧79.00°
【請求項10】
前記撮像光学レンズの絞り値をFNOにしたときに、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。
FNO≦2.05
【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、デジタルカメラ等の携帯端末装置、モニター、PCレンズ等の撮像装置に適用される撮像光学レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
撮像技術の発展に伴い、撮像光学レンズは、例えばスマートフォンやデジタルカメラ等の様々な電子製品に広く使用されている。携帯を便利にするために、人々はますます電子製品の軽量・薄型化を求めている。従って、良好な結像品質を有する小型化の撮像レンズは、現在の市場において既に主流となっている。
【0003】
優れた結像品質を得るために、携帯電話のカメラに搭載される従来のレンズは、3枚式又は4枚式のレンズ構造を用いることが多い。しかしながら、技術の進化及びユーザの多様化ニーズの増加に伴い、感光素子の画素面積が縮小しつつあり、システムの結像品質に対する要求が高くなってきているなか、5枚式のレンズ構造も徐々にレンズの設計に現れている。一般的な5枚のレンズは既に良好な光学性能を有するが、その屈折力、レンズピッチ及びレンズ形状は依然としてある程度の不合理的なところがあり、その結果としてレンズの構造は良好な光学性能を有するものの、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができない。
【0004】
従って、良好な光学性能を有すると共に、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができる撮像光学レンズを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、従来の撮像光学レンズの広角化及び極薄化が不十分であるという問題を解決するための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】
【0006】
本発明の技術考案は下記の通りである。
【0007】
撮像光学レンズであって、合計5枚のレンズを含み、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、負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、
そのうち、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの物体側の面の曲率半径をR5、前記第3レンズの像側の面の曲率半径をR6、前記第4レンズの物体側の面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側の面の曲率半径をR8、前記第5レンズの物体側の面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側の面の曲率半径をR10、前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの像側の面から前記第4レンズの物体側の面までの軸上距離をd6にしたときに、以下の関係式を満たす。
-3.50≦f2/f1≦-1.80
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75
1.30≦d6/d4≦2.00
5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00
-5.00≦R9/R10≦-1.50
【0008】
好ましくは、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側の面から前記第2レンズの物体側の面までの軸上距離をd2にしたときに、以下の関係式を満たす。
4.00≦d1/d2≦8.00
【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1レンズの物体側の面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側の面の曲率半径を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全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
0.37≦f1/f≦1.30
-3.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.71
0.06≦d1/TTL≦0.21
【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2レンズの物体側の面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側の面の曲率半径をR4、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全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
-5.90≦f2/f≦-0.91
-1.59≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.96
0.03≦d3/TTL≦0.09
【0011】
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レンズの軸上厚みをd5、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
-92.61≦f3/f≦-9.93
0.03≦d5/TTL≦0.11
【0012】
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レンズの軸上厚みをd7、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
0.35≦f4/f≦1.35
0.05≦d7/TTL≦0.21
【0013】
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レンズの軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
-1.30≦f5/f≦-0.37
0.13≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.00
0.04≦d9/TTL≦0.13
【0014】
好ましくは、前記撮像光学レンズの像高をIH、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、以下の関係式を満たす。
TTL/IH≦1.36
【0015】
好ましくは、前記撮像光学レンズの画角をFOVにしたときに、以下の関係式を満たす。
FOV≧79.00°
【0016】
好ましくは、前記撮像光学レンズの絞り値をFNOにしたときに、以下の関係式を満たす。
FNO≦2.05
【発明の効果】
【0017】
本発明の有益な効果は下記の通りである。
【0018】
本発明の撮像光学レンズは、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができ、特に高画素用のCCD、CMOS等の撮像素子から構成される携帯電話の撮像レンズ部品と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】
【0019】
本発明の実施形態における技術考案をより明確に説明するために、以下、実施形態の記載に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下に記載された図面は本発明の幾つかの実施形態に過ぎず、当業者にとっては、発明的努力をしなくても、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもでき、そのうち、
図1図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。
図2図2は、図1に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。
図3図3は、図1に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。
図4図4は、図1に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す図である。
図5図5は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。
図6図6は、図5に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。
図7図7は、図5に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。
図8図8は、図5に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す図である。
図9図9は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。
図10図10は、図9に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。
図11図11は、図9に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。
図12図12は、図9に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明について図面及び実施形態を組み合わせてさらに説明する。
【0021】
本発明の目的、技術考案及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明の各実施形態において、本発明に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、これらの技術的細部及び以下の各実施形態に基づく種々の変化及び修正がなくても、本発明が保護しようとする技術考案を実現可能であることは、当業者にとっては自明なことである。
【0022】
(第1実施形態)
図1図4を合わせて参照すると、本発明には、第1実施形態の撮像光学レンズ10が提供される。図1において、左側は物体側であり、右側は像側であり、撮像光学レンズ10は、主に5枚のレンズを備え、具体的に、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及び第5レンズL5を備える。第5レンズL5と像面Siとの間には、ガラスプレートGFが設けられている。ガラスプレートGFはガラスカバープレートであってもよいし、光学フィルターであってもよい。
【0023】
本実施形態において、第1レンズL1は正の屈折力を有し、第2レンズL2は負の屈折力を有し、第3レンズL3は負の屈折力を有し、第4レンズL4は正の屈折力を有し、第5レンズL5は負の屈折力を有する。
【0024】
本実施形態において、第1レンズL1の材質がプラスチックで、第2レンズL2の材質がプラスチックで、第3レンズL3の材質がプラスチックで、第4レンズL4の材質がプラスチックで、第5レンズL5の材質がプラスチックである。
【0025】
ここで、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の物体側の面の曲率半径をR5、第3レンズL3の像側の面の曲率半径をR6、第4レンズL4の物体側の面の曲率半径をR7、第4レンズL4の像側の面の曲率半径をR8、第5レンズL5の物体側の面の曲率半径をR9、第5レンズL5の像側の面の曲率半径をR10、第2レンズL2の像側の面から第3レンズL3の物体側の面までの軸上距離をd4、第3レンズL3の像側の面から第4レンズL4の物体側の面までの軸上距離をd6にしたときに、以下の関係式を満たす。
-3.50≦f2/f1≦-1.80 (1)
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75 (2)
1.30≦d6/d4≦2.00 (3)
5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00 (4)
-5.00≦R9/R10≦-1.50 (5)
【0026】
そのうち、関係式(1)には、第2レンズL2の焦点距離と第1レンズL1の焦点距離との比が規定されており、この関係式の範囲内にあると、画質を向上させることに有利である。
【0027】
関係式(2)には、第4レンズL4の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、レンズを通過する光線のずれの程度を緩和することができ、収差を有効的に減少させることができる。
【0028】
関係式(3)には、d6/d4が条件を満たすと、第3レンズL3の位置を効果的に配置することができ、レンズの組み立てに有利である。
【0029】
関係式(4)には、第3レンズL3の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、収差を有効的に減少させることができる。
【0030】
関係式(5)には、第5レンズL5の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、像面湾曲の補正に寄与し、結像品質を向上させる。
【0031】
第1レンズL1の軸上厚みをd1、第1レンズL1の像側の面から第2レンズL2の物体側の面までの軸上距離をd2にしたときに、4.00≦d1/d2≦8.00の関係式が設立され、d1/d2が上記の関係式を満たす場合、第1レンズL1の加工及び組み立てに有利である。
【0032】
本実施形態において、第1レンズL1について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成される。
【0033】
撮像光学レンズ10全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1にしたときに、0.37≦f1/f≦1.30の関係式が設立され、第1レンズL1の焦点距離と撮像光学レンズ10全体の焦点距離との比が規定されている。この規定された範囲内にあると、第1レンズL1は適宜正の屈折力を有し、システムの収差を低減させると共に、レンズの極薄・広角化が進むことに有利である。また、0.59≦f1/f≦1.04であることが好ましい。
【0034】
第1レンズL1の物体側の面の曲率半径をR1、第1レンズL1の像側の面の曲率半径をR2にしたときに、-3.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.71の関係式が設立される。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はシステムの球面収差を効果的に補正することができる。また、-1.94≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.89であることが好ましい。
【0035】
第1レンズL1の軸上厚みをd1、撮像光学レンズ10の光学全長をTTLにしたときに、0.06≦d1/TTL≦0.21の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、極薄化の実現に有利である。また、0.10≦d1/TTL≦0.16であることが好ましい。
【0036】
本実施形態において、第2レンズL2について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成される。
【0037】
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にしたときに、-5.90≦f2/f≦-0.91の関係式が設立される。第2レンズL2の屈折力を適切な範囲に制御することにより、光学システムの収差を補正することに有利である。また、-3.69≦f2/f≦-1.14であることが好ましい。
【0038】
第2レンズL2の物体側の面の曲率半径をR3、第2レンズL2の像側の面の曲率半径をR4にしたときに、-1.59≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.96の関係式が設立され、第2レンズL2の形状が規定されている。この関係式の範囲内にあると、レンズの極薄・広角化が進むに従って、軸上色収差等の問題の補正に有利である。また、-1.00≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.57であることが好ましい。
【0039】
撮像光学レンズ10の光学全長をTTL、第2レンズL2の軸上厚みをd3にしたときに、0.03≦d3/TTL≦0.09の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、極薄化の実現に有利である。また、0.05≦d3/TTL≦0.07であることが好ましい。
【0040】
本実施形態において、第3レンズL3について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成される。
【0041】
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にしたときに、-92.61≦f3/f≦-9.93の関係式が設立され、屈折力の配分を適切にすることにより、システムとして、優れた結像品質及び低い感度を有する。また、-57.88≦f3/f≦-12.41であることが好ましい。
【0042】
撮像光学レンズ10の光学全長をTTL、第3レンズL3の軸上厚みをd5にしたときに、0.03≦d5/TTL≦0.11の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、極薄化の実現に有利である。また、0.05≦d5/TTL≦0.09であることが好ましい。
【0043】
本実施形態において、第4レンズL4について、その物体側の面が近軸において凹面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成される。
【0044】
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にしたときに、0.35≦f4/f≦1.35の関係式が設立され、屈折力の配分を適切にすることにより、システムとして、優れた結像品質及び低い感度を有する。また、0.57≦f4/f≦1.08であることが好ましい。
【0045】
撮像光学レンズ10の光学全長をTTL、第4レンズL4の軸上厚みをd7にしたときに、0.05≦d7/TTL≦0.21の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、極薄化の実現に有利である。また、0.08≦d7/TTL≦0.17であることが好ましい。
【0046】
本実施形態において、第5レンズL5について、その物体側の面が近軸において凹面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成される。
【0047】
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にしたときに、-1.30≦f5/f≦-0.37の関係式が設立され、屈折力の配分を適切にすることにより、撮像レンズの光線角度を緩やかにし、公差感度を効果的に低減させることができる。また、-0.81≦f5/f≦-0.46であることが好ましい。
【0048】
第5レンズL5の物体側の面の曲率半径をR9、第5レンズL5の像側の面の曲率半径をR10にしたときに、0.13≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.00の関係式が設立される。当該関係式により、第5レンズL5の形状が規定される。この関係式の範囲内にあると、極薄・広角化が進むに従って、軸外画角の収差等の問題の補正に有利である。また、0.21≦(R9+R10)/(R9-R10)≦0.80であることが好ましい。
【0049】
撮像光学レンズ10の光学全長をTTL、第5レンズL5の軸上厚みをd9にしたときに、0.04≦d9/TTL≦0.13の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、極薄化の実現に有利である。また、0.06≦d9/TTL≦0.10であることが好ましい。
【0050】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の像高をIHにしたときに、TTL/IH≦1.36の関係式が設立される。これにより、極薄化の実現に有利である。
【0051】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の画角FOVは79.00°以上である。これにより、広角化を実現できる。
【0052】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の絞り値をFNOにしたときに、FNO≦2.05の関係式が設立される。これにより、大絞りの実現に有利である。
【0053】
実施形態において、撮像光学レンズ10の焦点距離をf、第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離をf12にしたときに、0.57≦f12/f≦1.91の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、撮像光学レンズの収差と歪曲を除去することができ、且つ撮像光学レンズのバックフォーカスを抑え、撮像レンズ系の小型化を維持することができる。また、0.92≦f12/f≦1.52であることが好ましい。
【0054】
また、本実施形態に係る撮像光学レンズ10において、収差を削減し、さらにレンズの使用数を減少させるように、各レンズの表面は非球面に設定することができ、非球面は球面以外の形状に容易に作成可能であり、多くの制御変数を得ることができる。これによって、撮像光学レンズ10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、各レンズの物体側の面及び像側の面はいずれも非球面である。
【0055】
なお、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は上述した構造及びパラメータ関係を有するため、撮像光学レンズ10は各レンズの屈折力、間隔及び形状を合理的に配分することができ、これによって、各種の収差を補正することができる。
【0056】
このように、撮像光学レンズ10は良好な光学性能を有すると共に、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができる
【0057】
以下、実施例を用いて、本発明に係る撮像光学レンズ10を説明する。各実施例に記載の符号は以下の通りであり、焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚み、変曲点位置及び停留点位置の単位は、mmである。
【0058】
TTL:光学全長(第1レンズL1の物体側の面から像面Siまでの軸上距離)、単位はmmである。
【0059】
絞り値FNO:上記の撮像光学レンズの有効焦点距離と入射瞳径の比。
【0060】
また、高品質な結像需要を満たすように、各レンズの物体側の面と像側の面の少なくとも一方に、変曲点及び/又は停留点がさらに設けられていてもよい。具体的な実施案については、後述する。
【0061】
以下、図1に示される撮像光学レンズ10の設定データを示す。
【0062】
表1には、本発明の第1実施形態における撮像光学レンズ10を構成する第1レンズL1~第5レンズL5の物体側の面の曲率半径と像側の面の曲率半径R、各レンズの軸上厚み、隣接するレンズ間の距離d、屈折率nd及びアッベ数vdを示す。なお、本実施形態では、R及びdの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
【0063】
【表1】
【0064】
ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
S1 :絞り
R :光学面の中心の曲率半径
R1 :第1レンズL1の物体側の面の曲率半径
R2 :第1レンズL1の像側の面の曲率半径
R3 :第2レンズL2の物体側の面の曲率半径
R4 :第2レンズL2の像側の面の曲率半径
R5 :第3レンズL3の物体側の面の曲率半径
R6 :第3レンズL3の像側の面の曲率半径
R7 :第4レンズL4の物体側の面の曲率半径
R8 :第4レンズL4の像側の面の曲率半径
R9 :第5レンズL5の物体側の面の曲率半径
R10 :第5レンズL5の像側の面の曲率半径
R11 :光学フィルターGFの物体側の面の曲率半径
R12 :光学フィルターGFの像側の面の曲率半径
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の物体側の面までの軸上距離
d1 :第1レンズL1の軸上厚み
d2 :第1レンズL1の像側の面から第2レンズL2の物体側の面までの軸上距離
d3 :第2レンズL2の軸上厚み
d4 :第2レンズL2の像側の面から第3レンズL3の物体側の面までの軸上距離
d5 :第3レンズL3の軸上厚み
d6 :第3レンズL3の像側の面から第4レンズL4の物体側の面までの軸上距離
d7 :第4レンズL4の軸上厚み
d8 :第4レンズL4の像側の面から第5レンズL5の物体側の面までの軸上距離
d9 :第5レンズL5の軸上厚み
d10 :第5レンズL5の像側の面から光学フィルターGFの物体側の面までの軸上距離
d11 :光学フィルターGFの軸上厚み
d12 :光学フィルターGFの像側の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 :光学フィルター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 :光学フィルターGFのアッベ数
【0065】
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のデータを示す。
【0066】
【表2】
【0067】
表2において、kは円錐係数であり、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20は非球面係数である。
IH:像高
y=(x/R)/{1+[1-(k+1)(x/R)]1/2}+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (6)
【0068】
ここで、xは非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、yは非球面深さ(非球面における光軸から離れた距離がxである点と、非球面光軸上の頂点に接する接平面との垂直距離)である。
【0069】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(6)で表される非球面を使用しているが、本発明は、この式(6)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0070】
表3、表4は、本実施例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定データを示す。ここで、P1R1、P1R2は、それぞれ第1レンズL1の物体側の面と像側の面を示し、P2R1、P2R2は、それぞれ第2レンズL2の物体側の面と像側の面を示し、P3R1、P3R2は、それぞれ第3レンズL3の物体側の面と像側の面を示し、P4R1、P4R2は、それぞれ第4レンズL4の物体側の面と像側の面を示し、P5R1、P5R2は、それぞれ第5レンズL5の物体側の面と像側の面を示す。また、「変曲点位置」欄の対応するデータは、各レンズの表面に設けら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り、「停留点位置」欄の対応するデータは、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。
【0071】
【表3】
【0072】
【表4】
【0073】
図2図3は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が撮像光学レンズ10を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。図4は、波長546nmの光が撮像光学レンズ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。
【0074】
本実施形態において、上記の撮像光学レンズ10の入射瞳径ENPDが1.673mmであり、全視野の像高IHが2.910mmであり、対角線方向の画角FOVが79.00°である。これにより、上記の撮像光学レンズ10は、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0075】
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20の構造を示す図である。第2実施形態は、第1実施形態とほぼ同じであり、以下の表における符号の意味も第1実施形態と同様であるため、同様な部分についてここで再び説明しなく、以下で異なる点のみを示す。
【0076】
本実施形態において、第2レンズL2の物体側の面が近軸において凹面に形成される。
【0077】
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の設定データを示す。
【0078】
【表5】
【0079】
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のデータを示す。
【0080】
【表6】
【0081】
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定データを示す。
【0082】
【表7】
【0083】
【表8】
【0084】
図6図7は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が撮像光学レンズ20を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。図8は、波長546nmの光が撮像光学レンズ20を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図である。図8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。
【0085】
本実施形態において、上記の撮像光学レンズ20の入射瞳径ENPDが1.670mmであり、全視野の像高IHが2.910mmであり、対角線方向の画角FOVが79.40°である。これにより、上記の撮像光学レンズ20は、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0086】
(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30の構造を示す図である。第3実施形態は、第1実施形態とほぼ同じであり、以下の表における符号の意味も第1実施形態と同様であるため、同様な部分についてここで再び説明しなく、以下で異なる点のみを示す。
【0087】
本実施形態において、第2レンズL2の物体側の面が近軸において凹面に形成される。
【0088】
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の設定データを示す。
【0089】
【表9】
【0090】
表10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のデータを示す。
【0091】
【表10】
【0092】
表11、表12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変曲点及び停留点の設定データを示す。
【0093】
【表11】
【0094】
【表12】
【0095】
図10図11は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が撮像光学レンズ30を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。図12は、波長546nmの光が撮像光学レンズ30を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図である。図12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。
【0096】
本実施形態において、上記の撮像光学レンズ30の入射瞳径ENPDが1.670mmであり、全視野の像高IHが2.910mmであり、対角線方向の画角FOVが79.40°である。これにより、上記の撮像光学レンズ30は、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0097】
以下、上記の関係式ごとに第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態における各関係式に対応する数値、及び他の関連するパラメータの値を表13に示す。
【0098】
【表13】
【0099】
上述したのは、本発明の具体的な実施形態に過ぎない。本発明の主旨から逸脱しない範囲で改良を行うこともでき、これらの改良はいずれも本発明の保護範囲に属することは、当業者であれば理解できるはずである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
【手続補正書】
【提出日】2021-08-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、負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レンズから構成され
そのうち、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの物体側の面の曲率半径をR5、前記第3レンズの像側の面の曲率半径をR6、前記第4レンズの物体側の面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側の面の曲率半径をR8、前記第5レンズの物体側の面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側の面の曲率半径をR10、前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの像側の面から前記第4レンズの物体側の面までの軸上距離をd6、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側の面から前記第2レンズの物体側の面までの軸上距離をd2にしたときに、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。
-3.50≦f2/f1≦-1.80
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75
1.30≦d6/d4≦2.00
5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00
-5.00≦R9/R10≦-1.50
4.00≦d1/d2≦8.00
【請求項2】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第1レンズの物体側の面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側の面の曲率半径をR2、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
0.37≦f1/f≦1.30
-3.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.71
0.06≦d1/TTL≦0.21
【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2レンズの物体側の面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側の面の曲率半径をR4、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全長をTTLにしたときに、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。
-5.90≦f2/f≦-0.91
-1.59≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.96
0.03≦d3/TTL≦0.09
【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3レンズの焦点距離をf3、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全長をTTLにしたときに、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。
-92.61≦f3/f≦-9.93
0.03≦d5/TTL≦0.11
【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4レンズの焦点距離をf4、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全長をTTLにしたときに、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。
0.35≦f4/f≦1.35
0.05≦d7/TTL≦0.21
【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5レンズの焦点距離をf5、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全長をTTLにしたときに、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。
-1.30≦f5/f≦-0.37
0.13≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.00
0.04≦d9/TTL≦0.13
【請求項7】
前記撮像光学レンズの像高をIH、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
TTL/IH≦1.36
【請求項8】
前記撮像光学レンズの画角をFOVにしたときに、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。
FOV≧79.00°
【請求項9】
前記撮像光学レンズの絞り値をFNOにしたときに、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。
FNO≦2.05
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0066
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0066】
【表2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0080
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0080】
【表6】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0082
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0082】
【表7】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0083
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0083】
【表8】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0091
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0091】
【表10】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0093
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0093】
【表11】
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0094
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0094】
【表12】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正の内容】
図4
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正の内容】
図8
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正の内容】
図12
【手続補正書】
【提出日】2021-08-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、負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レンズから構成され
そのうち、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの物体側の面の曲率半径をR5、前記第3レンズの像側の面の曲率半径をR6、前記第4レンズの物体側の面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側の面の曲率半径をR8、前記第5レンズの物体側の面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側の面の曲率半径をR10、前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの軸上距離をd4、前記第3レンズの像側の面から前記第4レンズの物体側の面までの軸上距離をd6、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側の面から前記第2レンズの物体側の面までの軸上距離をd2にしたときに、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。
-3.50≦f2/f1≦-1.80
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.75
1.30≦d6/d4≦2.00
5.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦20.00
-5.00≦R9/R10≦-1.50
4.00≦d1/d2≦8.00
【請求項2】
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第1レンズの物体側の面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側の面の曲率半径をR2、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
0.37≦f1/f≦1.30
-3.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.71
0.06≦d1/TTL≦0.21
【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2レンズの物体側の面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側の面の曲率半径をR4、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全長をTTLにしたときに、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。
-5.90≦f2/f≦-0.91
-1.59≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.96
0.03≦d3/TTL≦0.09
【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3レンズの焦点距離をf3、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全長をTTLにしたときに、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。
-92.61≦f3/f≦-9.93
0.03≦d5/TTL≦0.11
【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4レンズの焦点距離をf4、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全長をTTLにしたときに、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。
0.35≦f4/f≦1.35
0.05≦d7/TTL≦0.21
【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5レンズの焦点距離をf5、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全長をTTLにしたときに、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。
-1.30≦f5/f≦-0.37
0.13≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.00
0.04≦d9/TTL≦0.13
【請求項7】
前記撮像光学レンズの像高をIH、前記撮像光学レンズの光学全長をTTLにしたときに、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。
TTL/IH≦1.36
【請求項8】
前記撮像光学レンズの画角をFOVにしたときに、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。
FOV≧79.00°
【請求項9】
前記撮像光学レンズの絞り値をFNOにしたときに、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。
FNO≦2.05
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0066
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0066】
【表2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0080
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0080】
【表6】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0082
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0082】
【表7】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0083
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0083】
【表8】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0091
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0091】
【表10】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0093
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0093】
【表11】
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0094
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0094】
【表12】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正の内容】
図4
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正の内容】
図8
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正の内容】
図12