特開 2023-136536 撮像レンズ、撮像装置および電子機器

(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】P2023136536

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】撮像レンズ、撮像装置および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20230922BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20230922BHJP

   G02B 3/14 20060101ALN20230922BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

G02B3/14

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022042265

(22)【出願日】2022-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】517372494

【氏名又は名称】維沃移動通信有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＶＩＶＯ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１， ｖｉｖｏ Ｒｏａｄ， Ｃｈａｎｇ’ａｎ， Ｄｏｎｇｇｕａｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２３８６３， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】大畑 篤

(72)【発明者】

【氏名】野田 英希

(72)【発明者】

【氏名】柿本 剛

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087LA01

2H087MA00

2H087MA06

2H087PA05

2H087PA06

2H087PA07

2H087PA17

2H087PA18

2H087PB05

2H087PB06

2H087PB07

2H087PB08

2H087QA01

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA12

2H087QA13

2H087QA14

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA37

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA43

2H087RA44

2H087UA09

(57)【要約】

【課題】本願は、光学素子分野の撮像レンズ、撮像装置および電子機器を提供する。
【解決手段】本願の実施例における撮像レンズは、光軸に沿って、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定の焦点可変レンズと、前記焦点可変レンズと一体化または隣接して、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定の絞りであって、前記撮像レンズの全長をＬとするとき、前記結像面との間の距離ｌがｌ／Ｌ＞０．４の条件式を満足する絞りとを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像レンズであって、
光軸に沿って、
前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定の焦点可変レンズと、
前記焦点可変レンズと一体化または隣接して、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定のFNOを決定する絞りであって、前記撮像レンズの全長をＬとするとき、前記絞りと前記結像面との間の距離ｌが以下の条件式を満足する絞りとを含むことを特徴とする、
ｌ／Ｌ＞０．４ （１）
撮像レンズ。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記焦点可変レンズは、前記撮像レンズの最も物体側に位置することを特徴とする撮像レンズ。

【請求項3】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
正の屈折力を有し、光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズをさらに含み、
前記撮像レンズの物体距離が変化したときに、前記焦点可変レンズによる像面湾曲の発生方向と、前記フォーカスレンズによる像面湾曲の発生方向とが逆であることを特徴とする撮像レンズ。

【請求項4】

請求項３に記載の撮像レンズであって、
光軸に沿って順に配置されてその一部または全てのレンズが前記フォーカスレンズを構成する少なくとも１つの第１レンズを含み、前記焦点可変レンズの物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、
光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第２レンズを含む負の屈折力を有する第２レンズ群とを含むことを特徴とする撮像レンズ。

【請求項5】

請求項４に記載の撮像レンズであって、
前記少なくとも１つの第１レンズのうちの全てのレンズで前記フォーカスレンズを構成する場合、前記フォーカスレンズの焦点距離ｆｏｂと前記撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足することを特徴とする、
０．５＜ｆｏｂ／ｆ＜１．５ （２）
撮像レンズ。

【請求項6】

請求項３に記載の撮像レンズであって、
前記フォーカスレンズは、前記焦点可変レンズの像側に位置し、
前記撮像レンズは、
光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第３レンズを含み、前記フォーカスレンズと前記結像面との間に位置する負の屈折力を有する第３レンズ群をさらに含むことを特徴とする撮像レンズ。

【請求項7】

請求項６に記載の撮像レンズであって、
前記フォーカスレンズの焦点距離ｆ＿ｆと前記撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足することを特徴とする、
０．６＜ｆ＿ｆ／ｆ＜１．２ （３）
撮像レンズ。

【請求項8】

請求項６に記載の撮像レンズであって、
前記フォーカスレンズが光軸に沿って移動することにより生じる前記結像面上のピント移動量Δｐは、前記フォーカスレンズの光軸方向への移動量Δｚとは、以下の条件式を満足することを特徴とする、
Δｐ／Δｚ＞１ （４）
撮像レンズ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の撮像レンズと、前記撮像レンズの像側に設けられたイメージセンサとを含むことを特徴とする撮像装置。

【請求項10】

筐体と、前記筐体に設けられた請求項９に記載の撮像装置とを含むことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、光学素子分野に係り、特に、撮像レンズ、撮像装置および電子機器に係る。

【背景技術】

【0002】

民生電子機器分野の急速な発展に伴い、電子機器の高性能化の発展傾向がますます顕著になっている。高性能の電子機器は、シーン撮影、探知認識などの応用機能を有することが多く、これらの機能は、前記高性能電子機器に搭載された撮像レンズを利用して撮影することで実現されることが知られている。しかしながら、従来の撮像レンズは、小型化と高性能の両立が困難であった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本願の実施例の目的としては、撮像レンズ、撮像装置および電子機器を提供し、撮像レンズの小型化と高性能化の両立を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１の態様としては、撮像レンズを提供し、光軸に沿って、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定の焦点可変レンズと、前記焦点可変レンズと一体化または隣接して、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定のFNOを決定する絞りであって、前記撮像レンズの全長をＬとするとき、前記光軸方向に固定のFNOを決定する絞りと前記結像面との間の距離ｌが以下の条件式を満足する絞りとを含む。
ｌ／Ｌ＞０．４ （１）

【0005】

選択可能な実現方式としては、前記焦点可変レンズは、前記撮像レンズの最も物体側に位置する。

【0006】

選択可能な実現方式として、前記撮像レンズは、正の屈折力を有し、光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズをさらに含み、前記撮像レンズの物体距離が変化したときに、前記焦点可変レンズによる像面湾曲の発生方向と、前記フォーカスレンズによる像面湾曲の発生方向とが逆である。

【0007】

選択可能な実現方式として、前記撮像レンズは、光軸に沿って順に配置されてその一部または全てのレンズが前記フォーカスレンズを構成する少なくとも１つの第１レンズを含み、前記焦点可変レンズの物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第２レンズを含む負の屈折力を有する第２レンズ群とを含む。

【0008】

選択可能な実現方式として、前記少なくとも１つの第１レンズのうちの全てのレンズで前記フォーカスレンズを構成する場合、前記フォーカスレンズの焦点距離ｆｏｂと前記撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足する。
０．５＜ｆｏｂ／ｆ＜１．５ （２）

【0009】

選択可能な実現方式として、前記フォーカスレンズは、前記焦点可変レンズの像側に位置し、前記撮像レンズは、光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第３レンズを含み、前記フォーカスレンズと前記結像面との間に位置する負の屈折力を有する第３レンズ群をさらに含む。

【0010】

選択可能な実現方式として、前記フォーカスレンズの焦点距離ｆ＿ｆと前記撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足する。
０．６＜ｆ＿ｆ／ｆ＜１．２ （３）

【0011】

選択可能な実現方式として、前記フォーカスレンズが光軸に沿って移動することにより生じる前記結像面上のピント移動量Δｐは、前記フォーカスレンズの光軸方向への移動量Δｚとは、以下の条件式を満足する。
Δｐ／Δｚ＞１ （４）

【0012】

第２の態様としては、上記の撮像レンズと、前記撮像レンズの像側に設けられたイメージセンサとを含む撮像装置を提供する。

【0013】

第３の態様としては、筐体と、前記筐体に設けられた上記の撮像装置とを含む電子機器を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本願の実施例において、光軸方向に移動しない焦点可変レンズを撮像レンズの一部として効果的に配置し、かつＦｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズを一体化または隣接させて結像面に対して固定して配置することにより、撮像レンズの小型化、高性能、最短撮影距離短縮および高速合焦などの効果を達成することができる。

【0015】

本願の他の特徴、目的および利点は、以下の図面を参照してなされた非限定的な実施例の詳細な説明を読むことにより、より明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本開示の実施例１における撮像レンズの概略構成図である。

【図2A-2C】図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、それぞれ、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離１０００ｍｍ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【図2D-2F】図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆは、それぞれ、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【図3】図３は、本開示の実施例２における撮像レンズの概略構成図である。

【図4A-4C】図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、それぞれ、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【図4D-4F】図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆは、それぞれ、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【図5】図５は、本開示の実施例３における撮像レンズの概略構成図である。

【図6A-6C】図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、それぞれ、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【図6D-6F】図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆは、それぞれ、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の非点収差曲線、球面収差曲線、歪曲収差曲線の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本願の実施例における技術的解決策は、本願の実施例における図面と併せて明確かつ完全に説明される。説明される実施例は、本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではないことが明らかである。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をすることなく得られる全ての他の実施例は、全て本願の保護範囲に属する。

【0018】

本願の明細書および特許請求の範囲における「第１」、「第２」などの用語は、特定の順序または前後順序を記述するために使用されるのではなく、類似の対象を区別するために使用される。このように使用されるデータは、ここで図示または説明されるもの以外の順序でも本願の実施例が実施できるように、適切な場合には交換できることや、「第１」、「第２」などで区別される対象は、一般的に同類であり、対象の数が限定されず、例えば、第１対象は、１つであっても、複数であってもよいことを理解されたい。本願の教示から逸脱することなく、以下で論じられる第１レンズは、第２レンズまたは第３レンズとも呼ばれる。

【0019】

図面では、説明の便宜上、レンズの厚さ、大きさ、形状をやや誇張して示している。具体的には、図中に示す球面または非球面の形状を一例として示している。即ち、球面または非球面の形状は、図示したものに限定されない。図面は、単なる例示であり、厳密に縮尺通りに描かれていない。

【0020】

なお、特に断りのない限り、本願の実施例で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本願が属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。用語（例えば、一般的な辞書で定義された用語）は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本願の実施例において明示的に定義されない限り、理想的または過度に正式的な意味で解釈されないことを理解されたい。

【0021】

分かりやすくするために、以下では、まず、本願の実施例に係る技術用語を解釈し、説明する。
光軸：光学系において光線を導く方向であり、中心視野の主光線を参考する。
焦点：光軸に平行な光線がレンズで屈折された後の集光点である。
焦点距離（ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）は、焦点の長さとも呼ばれ、光学系における光の集束または発散を測る度量方式であり、無限遠の被写体がレンズを通過して焦点面で鮮明な像を形成するときの、レンズの光学中心から焦点までの距離を指す。
物体距離：被写体とレンズとの間の距離である。
レンズを境に被写体が位置する側を物体側とし、レンズの物体側に近い面を物体側の面と呼ぶ。
レンズを境に被写体の像が位置する側を像側とし、レンズの像側に近い面を像側面と呼ぶ。
絞り：光線がレンズを透過して本体内の感光面に入る光量を制御するための装置であり、通常はレンズ内にある。絞りは、絞り係数Ｆｎｏを制御／決定する。Ｆｎｏは、レンズ焦点距離ｆと通過開口Ｄとの比で測定される。Ｆｎｏ値が小さいほど、光束は、大きくなる。

【0022】

選択可能に、本願の実施例における焦点可変レンズは、光軸方向に移動せず、電圧を印加することにより焦点位置を変化させる素子を前提とし、液体レンズ、膜レンズおよび／または液晶レンズ等から選択されるが、これに限定するものではない。本願の実施例に膜レンズを記載しているが、本願は、膜レンズに限定されない。

【0023】

以下、本願の実施例における撮像レンズ、撮像装置および電子機器について詳細に説明する。

【0024】

本願の実施例において、撮像レンズは、光軸に沿って、焦点可変レンズと、この焦点可変レンズと一体化または隣接するFNOを決定する絞りとを含む。ここで、焦点可変レンズは、撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定である。すなわち、焦点可変レンズは、撮像レンズの結像面に対して光軸方向に移動せず、光軸方向に固定である。絞りは、撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定であり、すなわち、撮像レンズの結像面に対して光軸方向に移動せず、光軸方向に固定である。撮像レンズの全長をＬとするとき、絞りと結像面との距離ｌは、以下の条件式を満足する。
ｌ／Ｌ＞０．４ （１）

【0025】

光軸方向に移動しない焦点可変レンズを撮像レンズの一部として効果的に配置し、かつＦｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズを一体化または隣接させて結像面に対して固定して配置することにより、撮像レンズの小型化、高性能、最短撮影距離短縮および高速合焦などの効果を達成することができる。

【0026】

仮に焦点可変レンズと絞りを離れた位置に配置する場合、周辺光量を十分に確保しようとすると、絞りと焦点可変レンズの距離が長くなるほど、焦点可変レンズの有効径が大きくなる。すなわち焦点可変レンズの小径化と周辺光量確保を両立する場合、焦点可変レンズと絞りは、より近くに配置した方が有利である。一方、絞りは、例えば結像面の近傍に配置する場合、光学系の前玉径が極端に大きくなったり、周辺光量の確保が困難になったりするなど課題が発生するため、本願では、焦点可変レンズと絞りを一体化または隣接して配置し、かつ絞りと結像面との間の距離が上記条件式（１）を満足する。

【0027】

具体的に、Ｆｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズとを一体化または隣接させることで、軸上光線径と周辺光線径を略同一として焦点可変レンズの小径化を効果的に達成できる。また、焦点可変レンズの位置を適切に設定することにより、焦点可変レンズの小径化を達成することもできる。さらに、焦点可変レンズは、径が大きくなるほど、光軸方向の厚みが厚くなる傾向があるため、焦点可変レンズの小径化により、光軸方向の薄型化、高速合焦、高解像度、十分な周辺光量確保の達成にも寄与する。

【0028】

また、Ｆｎｏを決定する絞りを結像面に近づけすぎると、撮像レンズの前玉径が大きくなりすぎ、周辺光量確保が困難となる。そのため、Ｆｎｏを決定する絞りは、結像面から離間するように保持される必要があり、上記条件式（１）を満足することが好ましい。条件式（１）の下限を満足させつつ焦点可変レンズとＦｎｏを決定する絞りを一体化することにより焦点可変レンズの小径化を達成することができ、撮像レンズ全体の小型化と前玉径を極端に大きくすることなく周辺光量も十分に確保することが可能となる。

【0029】

一部の実施例において、Ｆｎｏを決定する絞りが電気的に可変なアイリスの場合、焦点可変レンズと一体化することで、電気部品や基板の共通化も可能となり、撮像装置全体の小型化に寄与することが可能となる。

【0030】

一部の実施例において、上記撮像レンズは、焦点可変レンズの像側に配置された少なくとも１つのレンズを含んでもよい。

【0031】

一部の実施例において、焦点可変レンズを撮像レンズの最も物体側に配置する。これにより、撮像レンズの製造組立性を容易とし、組立時のレンズの不良発生時の焦点可変レンズの交換も簡易であり、レンズの組立および製造コストを低減するメリットがある。

【0032】

本願の実施例において、撮像レンズの高性能と最短撮影距離短縮をさらに達成するために、撮像面に対して固定の焦点可変レンズと撮像面に対して可動のフォーカスレンズを併用してもよい。すなわち、上記の撮像レンズに基づいて、撮像レンズは、正の屈折力を有し、光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズをさらに含んでもよい。このフォーカスレンズは、焦点可変レンズの物体側または像側に位置する。撮像レンズの物体距離が変化したときに、焦点可変レンズによる像面湾曲の発生方向と、フォーカスレンズによる像面湾曲の発生方向とが逆であり、焦点可変レンズとフォーカスレンズで発生する像面湾曲をキャンセルさせて像面湾曲を抑制し、無限遠から近距離までの撮影距離で撮像レンズの高性能を維持しながら、撮像レンズの小型化、最短撮影距離短縮、高速合焦などの効果を達成する。

【0033】

さらに、焦点可変レンズとフォーカスレンズを併用する場合、Ｆｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズとを一体化または離接させ、かつ結像面に対して固定して配置することで、フォーカスレンズにＦｎｏを決定する絞りを配置する場合よりも、物体距離変化時やフォーカスレンズが駆動する際のＦｎｏの変化を小さくすることができる。

【0034】

焦点可変レンズに対するフォーカスレンズの配置位置を考慮し、本願の実施例における撮像レンズは、異なる構成を有することができ、以下それぞれ説明する。

【0035】

構成１(実施例２)：
この構成１では、正の屈折力を有するフォーカスレンズは、焦点可変レンズの物体側に位置する。撮像レンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群とを含む。ここで、第１レンズ群は、焦点可変レンズの物体側に位置する。第１レンズ群は、少なくともその一部または全てのレンズは、フォーカスレンズを構成する。すなわち、第１レンズ群の全体または一部は、正の屈折力を有し、光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズである。第２レンズ群は、焦点可変レンズの像側に位置する。第２レンズ群は、光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第２レンズを含む。

【0036】

このように、焦点可変レンズの物体側にあるレンズ群に正の屈折力を持たせることにより、周辺像高の光線を中心像高の光線に近づけることができ、すなわち物体から入射する軸上および軸外の光を集光させることができ、焦点可変レンズに入射する光の小径化が図られる。さらに、焦点可変レンズの有効光線径を小さくすることにより、焦点可変レンズの小型化による撮像レンズのコストダウン、高速応答、小型化を図ることができる。また、焦点可変レンズの像側に第２レンズ群、すなわち少なくとも１つの第２レンズを配置し、その屈折力を負にすることにより、焦点可変レンズの焦点感度を向上させ、ストロークを短縮することができ、最短撮影距離を短縮することができる。

【0037】

一部の実施例において、この構成１では、第１レンズ群に含まれる少なくとも１つの第１レンズのうちの全てのレンズでフォーカスレンズを構成し、すなわち第１レンズ群全体が正のパワーを有するフォーカスレンズである場合、フォーカスレンズの焦点距離ｆｏｂと撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足する。
０．５＜ｆｏｂ／ｆ＜１．５ （２）

【0038】

条件式（２）について、条件式（２）の下限を下回る場合、焦点可変レンズよりも物体側の第１レンズ群の正の屈折力が強くなりすぎて、球面収差や像面湾曲の補正が困難となり、さらに組み立て要求精度を上がり、高性能化の実現が困難となる。一方、条件式（２）の上限を上回る場合、焦点可変レンズよりも物体側の第１レンズ群の正の屈折力が弱くなりすぎて、焦点可変レンズの径の大型化と光学系全体の大型化につながる。すなわち条件式（２）を満足することで、適切な収差補正により、高性能化、焦点可変レンズの小径化、光学系の小型化などが達成できる。

【0039】

構成２(実施例３)：
この構成２では、正の屈折力を有するフォーカスレンズは、焦点可変レンズの像側に位置する。撮像レンズは、負の屈折力を有する第３レンズ群を含む。ここで、第３レンズ群は、フォーカスレンズと撮像レンズの結像面との間に位置する。第３レンズ群は、光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第３レンズを含む。

【0040】

このように、正の屈折力を有するフォーカスレンズを焦点可変レンズの像側に配置し、フォーカスレンズと撮像レンズの結像面との間に負の屈折力を有する第３レンズ群を配置することにより、撮像レンズの小型化、高性能化、最短撮影距離短縮、高速合焦などの効果を達成することができる。

【0041】

一部の実施例において、この構成２では、フォーカスレンズの焦点距離ｆ＿ｆと撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足する。
０．６＜ｆ＿ｆ／ｆ＜１．２ （３）

【0042】

この条件式（３）について、条件式（３）の下限を下回る場合、フォーカスレンズの屈折力が強くなりすぎて、収差の補正が困難となり、さらに組み立て要求精度を上がり、高性能化の実現が困難となる。一方、条件式（３）の上限を上回る場合、撮像レンズのフォーカスストロークが長くなり、撮像レンズ全体の小型化が困難となる。

【0043】

一部の実施例において、この構成２では、フォーカスレンズが光軸に沿って移動することにより生じる結像面上のピント移動量Δｐは、フォーカスレンズの光軸方向への移動量Δｚとは、以下の条件式を満足する。
Δｐ／Δｚ＞１ （４）

【0044】

この条件式（４）について、条件式（４）の下限を満足させることで、フォーカスストロークが長くなることなく、最短撮影距離を短縮することができる。さらに、焦点可変レンズより像側のレンズ群全てをフォーカスとして使用する場合、条件式（４）の値は１になる。しかし、フォーカスレンズの像側に負の屈折力を持つ固定のレンズ群を配置し条件式（４）を満足させることで、フォーカスストロークを短縮でき、撮像レンズの小型化に寄与する。

【0045】

また、焦点可変レンズより像側のレンズ群全てをフォーカスとして使用する場合、物体距離が変化する際に焦点可変レンズで発生する像面湾曲の方向と、フォーカスレンズで発生する像面湾曲の方向が同一になるため、撮影距離を短くした場合の高性能化が困難であり、小型化、高性能化、最短撮影距離短縮の両立が困難となる。

【0046】

なお、本願の実施例において、Ｆｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズとを一体化または隣接させて結像面に対して固定して配置し、配置位置とその前後のレンズ群の屈折力を最適化することにより、焦点可変レンズの小径化、光学系小型化、合焦範囲拡大、高速合焦、高性能化を達成している。上記のＦｎｏを決定する絞りと焦点可変レンズとを隣接させる配置とは、絞りが隣接するレンズの面頂点より焦点可変レンズに近い場合の全てを含む。

【0047】

本願の実施例において、必要に応じて各レンズのレンズ面を非球面で形成している。非球面の光軸からの高さをｙ、サグ量をｘ、非球面の近軸曲率をｃ、円錐定数をＫ、ｎ次非球面係数をＡｎとしたとき、各非球面レンズの面型ｘは、以下の非球面式により限定されるが、これに限られない。

【数1】

【0048】

以下、本願の実施例に係る撮像レンズについて、図面を参照して詳細に説明する。

【0049】

実施例１
以下、図１～図２Ｆを参照して、本願の実施例１における撮像レンズに関する内容を説明する。図１は、本願の実施例１における撮像レンズの概略構成図である。

【0050】

図１に示すように、撮像レンズは、光軸に沿って物体側から像側へ順に、焦点可変レンズＥと、レンズ群Ｅ１と、ＩＲカットフィルタＥ０とを含む。焦点可変レンズＥは、最も物体側に配置され、結像面に対して光軸方向に固定である。Ｆｎｏを決定する絞りは、焦点可変レンズＥと一体化される。焦点可変レンズＥの面番号は、表１の１～４である。レンズ群Ｅ１は、５枚のレンズを含み、物体側面と像側面の番号は、表１の５～１４である。ＩＲカットフィルタＥ０の面番号は、表１の１５～１６である。撮像レンズの結像面の面番号は、表１の１７である。物体からの光は、各物体側面／像側面１～１６を順に通過し、最終的に結像面１７に結像される。

【0051】

以下の表１に、本願の実施例１における撮像レンズのレンズデータを示す。曲率半径Ｒと厚さＲの単位は、ともにｍｍである。Ｎｄは、屈折率を示し、Ｖｄは、アッベ数を示し、ＩＮＦＩＮＩＴＹ（ＩＮＦと略称する）は、無限大を示し、ＳＴＯは、開口絞りを示す。

【0052】

【表1】

【0053】

以下の表２に、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離１０００ｍｍ、２００ｍｍ時に焦点距離ｆ、絞り径Ｆｎｏ、画角ωおよび半像高Ｙを示す。

【0054】

【表2】

【0055】

本実施例１において、以下の表３に示されているように、物体距離１０００ｍｍの場合、焦点可変レンズＥの面３と面４の曲率半径は、ＩＮＦであり、物体距離が２００ｍｍの場合、焦点可変レンズＥの面３と面４の曲率半径は、－１６０である。

【0056】

【表3】

【0057】

以下の表４および表５は、実施例１の非球面に用いられる円錐定数Ｋおよび高次項係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ２０を示している。

【0058】

【表4】

【0059】

【表5】

【0060】

図２Ａは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離１０００ｍｍ時の非点収差曲線を示す。図２Ｂは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離１０００ｍｍ時の球面収差曲線を示す。図２Ｃは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離１０００ｍｍ時の歪曲収差曲線の概略図である。図２Ｄは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離２００ｍｍの近距離時の非点収差曲線を示す。図２Ｅは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の球面収差曲線を示す。図２Ｆは、本願の実施例１における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の歪曲収差曲線の概略図である。図２Ａ～図２Ｆから分かるように、本実施例１における撮像レンズは、１０００ｍｍの物体距離から２００ｍｍの近距離まで高性能を維持できている。

【0061】

実施例２
以下、図３～図４Ｆを参照して、本願の実施例２における撮像レンズに関する内容を説明する。図３は、本願の実施例２における撮像レンズの概略構成図であり、ここで、フォーカスレンズの構成は、上記構成１である。

【0062】

図３に示すように、撮像レンズは、光軸に沿って物体側から像側へ順に、正の屈折力を有するレンズ群Ｅ２と、Ｆｎｏを決定する絞りＦと、焦点可変レンズＥと、負の屈折力を有するレンズ群Ｅ３と、ＩＲカットフィルタＥ０とを含む。絞りＦと焦点可変レンズＥとは隣接に配置される。絞りＦと焦点可変レンズＥとは、結像面に対して光軸方向に固定である。レンズ群Ｅ２は、フォーカスレンズとして、３枚のレンズを含み、物体側面と像側面の番号は、表６の１～６である。絞りＦの面番号は、表６の７～８である。焦点可変レンズＥの面番号は、表６の９～１２である。レンズ群Ｅ３は、３枚のレンズを含み、物体側面と像側面の番号は、表６の１３～１８である。ＩＲカットフィルタＥ０の面番号は、表６の１９～２０である。撮像レンズの結像面の面番号は、表６の２１である。物体からの光は、各物体側面／像側面１～２０を順に通過し、最終的に結像面２１に結像される。

【0063】

以下の表６に、本願の実施例２における撮像レンズのレンズデータを示す。

【0064】

【表6】

【0065】

以下の表７に、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ、２００ｍｍ時に焦点距離ｆ、絞り径Ｆｎｏ、画角ωおよび半像高Ｙを示す。

【0066】

【表7】

【0067】

本実施例２において、面７と面８との間の間隔は、空気間隔である。物体距離ＩＮＦ時に、面７と面８の間隔は０．５であり、物体距離２００ｍｍ時に、面７と面８の間隔は、０．６８になる。以下の表８に示すように、物体距離ＩＮＦの場合、焦点可変レンズＥの面１１と面１２の曲率半径は、ＩＮＦであり、物体距離が２００ｍｍの場合、焦点可変レンズＥの面１１と面１２の曲率半径は、－１８０である。

【0068】

【表8】

【0069】

以下の表９および表１０は、実施例２の非球面に用いられる円錐定数Ｋおよび高次項係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８を示している。

【0070】

【表9】

【0071】

【表10】

【0072】

図４Ａは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の非点収差曲線を示す。図４Ｂは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の球面収差曲線を示す。図４Ｃは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の歪曲収差曲線の概略図である。図４Ｄは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離２００ｍｍの近距離時の非点収差曲線を示す。図４Ｅは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の球面収差曲線を示す。図４Ｆは、本願の実施例２における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の歪曲収差曲線の概略図である。図４Ａ～図４Ｆから分かるように、本実施例２における撮像レンズは、物体距離無限遠から至近距離２００ｍｍまで像面湾曲や色収差を抑制し高性能を維持できている。

【0073】

実施例３
以下、図５～図６Ｆを参照して、本願の実施例３における撮像レンズに関する内容を説明する。図５は、本願の実施例３における撮像レンズの概略構成図であり、ここで、フォーカスレンズの構成は、上記構成２である。

【0074】

図５に示すように、撮像レンズは、光軸に沿って物体側から像側へ順に、焦点可変レンズＥと、フォーカスレンズＥ４と、負の屈折力を有するレンズ群Ｅ５と、ＩＲカットフィルタＥ０とを含む。焦点可変レンズＥは、最も物体側に配置され、結像面に対して光軸方向に固定である。Ｆｎｏを決定する絞りは、焦点可変レンズＥと一体化される。焦点可変レンズＥの面番号は、表１１の１～４である。フォーカスレンズＥ４は、３枚のレンズを含み、物体側面と像側面の番号は、表１１の５～１０である。レンズ群Ｅ５は、２枚のレンズを含み、物体側面と像側面の番号は、表１１の１１～１４である。ＩＲカットフィルタＥ０の面番号は、表１１の１５～１６である。撮像レンズの結像面の面番号は、表１１の１７である。物体からの光は、各物体側面／像側面１～１６を順に通過し、最終的に結像面１７に結像される。

【0075】

以下の表１１に、本願の実施例３における撮像レンズのレンズデータを示す。

【0076】

【表11】

【0077】

以下の表１２に、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離ＩＮＦおよび２００ｍｍ時に焦点距離ｆ、絞り径Ｆｎｏ、画角ωおよび半像高Ｙを示す。

【0078】

【表12】

【0079】

本実施例３において、面３と面４との間の間隔は、空気間隔である。物体距離ＩＮＦ時に、面３と面４の間隔は、１．１７０であり、物体距離２００ｍｍ時に、面３と面４の間隔は、０．７９５になる。面９と面１０との間の間隔は、空気間隔である。物体距離ＩＮＦ時に、面９と面１０の間隔は、４．０６２であり、物体距離２００ｍｍ時に、面９と面１０の間隔は、４．４３２になる。

【0080】

以下の表１３に示すように、物体距離ＩＮＦの場合、焦点可変レンズＥの面３と面４の曲率半径は、ＩＮＦであり、物体距離が２００ｍｍの場合、焦点可変レンズＥの面３と面４の曲率半径は、－２２０である。

【0081】

【表13】

【0082】

以下の表１４および表１５は、実施例３の非球面に用いられる円錐定数Ｋおよび高次項係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６を示している。

【0083】

【表14】

【0084】

【表15】

【0085】

図６Ａは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の非点収差曲線を示す。図６Ｂは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の球面収差曲線を示す。図６Ｃは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離ＩＮＦ時の歪曲収差曲線の概略図である。図６Ｄは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離２００ｍｍの近距離時の非点収差曲線を示す。図６Ｅは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の球面収差曲線を示す。図６Ｆは、本願の実施例３における撮像レンズの物体距離２００ｍｍ時の歪曲収差曲線の概略図である。図６Ａ～図６Ｆから分かるように、本実施例３における撮像レンズは、物体距離無限遠から至近距離２００ｍｍまで像面湾曲や色収差を抑制し高性能を維持できている。

【0086】

本願の実施例１～３における撮像レンズの関連パラメータおよび満足する条件式は、以下の表１６に示されている。

【0087】

【表16】

【0088】

本願の実施例は、画像センサと、上記の撮像レンズとを含む撮像装置をさらに提供し、該画像センサが撮像レンズの像側に設けられる。該撮像レンズは、被写体の光信号を受光してイメージセンサに投光するために用いられ、該イメージセンサは、被写体に対応する光信号を画像信号に変換するために用いられるが、ここではその説明を省略する。以上のような撮像レンズを備えた撮像装置によれば、撮像レンズの薄型化、小型化を実現しつつ、撮像レンズの解像度および結像鮮明度を向上させることができ、これにより、撮像レンズに対する高精細な撮像要求が満たされる。

【0089】

本願の実施例は、筐体と、上記の撮像装置とを含む電子機器をさらに提供し、該撮像装置は、映像情報を取得するために筐体に設けられる。ここで、電子機器は、ハンドヘルドデバイス、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、コンピューティングデバイス、またはワイヤレスモデムに接続された他の処理デバイスを含み、セルラー電話、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、携帯情報端末ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）コンピュータ、タブレット型コンピュータ、ラップトップコンピュータ（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ビデオカメラ、ビデオレコーダ、カメラ、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）、スマートブレスレット（ｓｍａｒｔ ｗｒｉｓｔｂａｎｄ）、車載型コンピュータ、および結像機能を有する他の電子デバイスも含む。本願の実施例は、上記電子機器の具体的な形態を特に限定するものではない。

【0090】

以上の説明は、本願の好適な実施例および用いられる技術原理の説明にすぎない。本願に係る保護範囲として、上記の技術的構成の特定の組合せによる技術的解決策に限られず、対応する発明の思想を逸脱することなく、例えば、上記構成と本願に開示される（それに限られない）類似機能を有する技術的構成の相互の置換による技術的解決策のような、上記の技術的構成およびその同等な構成の任意の組み合わせによる他の技術的解決策もカバーすることは、当業者が理解するべきである。

【図1】

【図2A-2C】

【図2D-2F】

【図3】

【図4A-4C】

【図4D-4F】

【図5】

【図6A-6C】

【図6D-6F】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-18

【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】

５枚又は６枚のレンズからなる撮像レンズであって、
光軸に沿って、
前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定の焦点可変レンズと、
前記焦点可変レンズと一体化または隣接して、前記撮像レンズの結像面に対して光軸方向に固定のFNOを決定する絞りであって、前記撮像レンズの全長をＬとするとき、前記絞りと前記結像面との間の距離ｌが以下の条件式を満足する絞りとを含み、
正の屈折力を有し、光軸に沿って移動可能なフォーカスレンズをさらに含み、
前記撮像レンズの物体距離が変化したときに、前記焦点可変レンズによる像面湾曲の発生方向と、前記フォーカスレンズによる像面湾曲の発生方向とが逆であることを特徴とする、
ｌ／Ｌ＞０．４ （１）
撮像レンズ。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記焦点可変レンズは、前記撮像レンズの最も物体側に位置することを特徴とする撮像レンズ。

【請求項3】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
光軸に沿って順に配置されてその一部または全てのレンズが前記フォーカスレンズを構成する少なくとも１つの第１レンズを含み、前記焦点可変レンズの物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、
光軸に沿って順に配置された少なくとも１つの第２レンズを含む負の屈折力を有する第２レンズ群とを含むことを特徴とする撮像レンズ。

【請求項4】

請求項３に記載の撮像レンズであって、
前記少なくとも１つの第１レンズのうちの全てのレンズで前記フォーカスレンズを構成する場合、前記フォーカスレンズの焦点距離ｆｏｂと前記撮像レンズの焦点距離ｆとは、以下の条件式を満足することを特徴とする、
０．５＜ｆｏｂ／ｆ＜１．５ （２）
撮像レンズ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像レンズと、前記撮像レンズの像側に設けられたイメージセンサとを含むことを特徴とする撮像装置。

【請求項6】

筐体と、前記筐体に設けられた請求項５に記載の撮像装置とを含むことを特徴とする電子機器。