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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-21
(45)【発行日】2022-05-02
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20220422BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20220422BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2020219636
(22)【出願日】2020-12-28
(65)【公開番号】P2022042933
(43)【公開日】2022-03-15
【審査請求日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】202010917538.4
(32)【優先日】2020-09-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【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】100128347
【弁理士】
【氏名又は名称】西内 盛二
(72)【発明者】
【氏名】石 ▲栄▼宝
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-097340(JP,A)
【文献】特開2021-043441(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2018/0307006(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00-17/08
G02B 21/02-21/04
G02B 25/00-25/04
(57)【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枚のレンズからなり、前記5枚のレンズは、物体側から像側へ順に、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、
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2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの焦点距離をf3、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レンズの像側面から前記第4レンズの物体側面までの軸上距離をd6、前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記第4レンズの像側面から前記第5レンズの物体側面までの軸上距離をd8、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、以下の条件式(1)~(6)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
―3.50≦f2/f1≦―2.00 (1)
1.00≦(R7+R8)/(R7―R8)≦5.00 (2)
f3/f≦―12.00 (3)
―2.50≦R10/R9≦―0.80 (4)
2.00≦d7/d8≦3.20 (5)
0.70≦d4/d6≦1.15 (6)
【請求項2】
前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側面から前記第2レンズの物体側面までの軸上距離をd2としたときに、以下の条件式(7)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。
5.00≦d1/d2≦12.00 (7)
【請求項3】
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(8)~(10)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。
0.33≦f1/f≦1.25 (8)
―3.57≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―0.77 (9)
0.06≦d1/TTL≦0.22 (10)
【請求項4】
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レンズの像側面の中心曲率半径を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長をTTLとしたときに、以下の条件式(11)~(13)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。
―5.65≦f2/f≦―1.09 (11)
―4.11≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.76 (12)
0.02≦d3/TTL≦0.09 (13)
【請求項5】
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(14)~(15)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。
―20.06≦(R5+R6)/(R5―R6)≦30.16 (14)
0.02≦d5/TTL≦0.10 (15)
【請求項6】
前記第4レンズの焦点距離をf4、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(16)~(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。
0.31≦f4/f≦1.26 (16)
0.08≦d7/TTL≦0.32 (17)
【請求項7】
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長をTTLとしたときに、以下の条件式(18)~(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。
―1.31≦f5/f≦―0.32 (18)
―0.82≦(R9+R10)/(R9―R10)≦0.16 (19)
0.03≦d9/TTL≦0.20 (20)
【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(21)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≦1.55 (21)
【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(22)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≧72° (22)
【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(23)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≦2.00 (23)
【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】
近年、スマートフォンの登場に伴い、小型化の撮像レンズに対する需要がますます高まっているが、撮像レンズの感光素子は、一般的に、感光結合素子(Charge Coupled Device、CCD)又は相補型金属酸化物半導体素子(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor、CMOS Sensor)の2種類のみに大別される。また、半導体製造プロセスの技術の進歩により、感光素子の画素サイズが縮小可能であるとともに、現在の電子製品は、優れた機能および軽量化・薄型化・小型化の外観を発展の傾向とする。そのため、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た従来のレンズは、3枚式又は4枚式のレンズ構成を用いることが多い。しかし、技術の発展及びユーザの多様化の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且つ結像品質に対するシステムからの要求が高くなってきている場合には、5枚式のレンズ構成が徐々にレンズの設計に現れている。よく見られる5枚式のレンズは、比較的に良好な光学性能を有するが、その屈折力、レンズ間隔及びレンズ形状の設置に依然として不合理性がある程度存在するため、レンズ構造は、良好な光学性能を有しつつ、大口径、広角化、極薄化の設計要求を満たすことができない。
【0004】
したがって、良好な光学性能を有しつつ、大口径、広角化、薄型化の設計要求を満たす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において大口径、広角化及び極薄化が不十分である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】
本発明は、以下の解決手段を講じる。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、物体側から像側へ順に、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、
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2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの焦点距離をf3、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レンズの像側面から前記第4レンズの物体側面までの軸上距離をd6、前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記第4レンズの像側面から前記第5レンズの物体側面までの軸上距離をd8、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、以下の条件式(1)~(6)を満たす。
―3.50≦f2/f1≦―2.00 (1)
1.00≦(R7+R8)/(R7―R8)≦5.00 (2)
f3/f≦―12.00 (3)
―2.50≦R10/R9≦―0.80 (4)
2.00≦d7/d8≦3.20 (5)
0.70≦d4/d6≦1.15 (6)
【0007】
好ましくは、前記第1レンズの軸上厚みをd1、前記第1レンズの像側面から前記第2レンズの物体側面までの軸上距離をd2としたときに、以下の条件式(7)を満たす。
5.00≦d1/d2≦12.00 (7)
【0008】
好ましくは、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(8)~(10)を満たす。
0.33≦f1/f≦1.25 (8)
―3.57≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―0.77 (9)
0.06≦d1/TTL≦0.22 (10)
【0009】
好ましくは、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レンズの像側面の中心曲率半径を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長をTTLとしたときに、以下の条件式(11)~(13)を満たす。
―5.65≦f2/f≦―1.09 (11)
―4.11≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.76 (12)
0.02≦d3/TTL≦0.09 (13)
【0010】
好ましくは、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(14)~(15)を満たす。
―20.06≦(R5+R6)/(R5―R6)≦30.16 (14)
0.02≦d5/TTL≦0.10 (15)
【0011】
好ましくは、前記第4レンズの焦点距離をf4、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(16)~(17)を満たす。
0.31≦f4/f≦1.26 (16)
0.08≦d7/TTL≦0.32 (17)
【0012】
好ましくは、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長をTTLとしたときに、以下の条件式(18)~(20)を満たす。
―1.31≦f5/f≦―0.32 (18)
―0.82≦(R9+R10)/(R9―R10)≦0.16 (19)
0.03≦d9/TTL≦0.20 (20)
【0013】
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(21)を満たす。
TTL/IH≦1.55 (21)
【0014】
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(22)を満たす。
FOV≧72° (22)
【0015】
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(23)を満たす
FNO≦2.00 (23)
【発明の効果】
【0016】
本発明は、下記の有利な作用効果を有する。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、広角化および極薄化の設計要求を満たし、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。
【0017】
本発明の実施形態における技術案が明瞭に説明されるように、以下では、実施形態の記述に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、下記の図面が単に本発明の幾つかの実施形態に係り、当業者にとって、創造的労力を掛けない前提でこれらの図面から他の図面を取得可能である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】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軸上色収差を示す模式図である。
図3図1に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。
図4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模式図である。
図5】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6図5に示す撮像光学レンズの軸上色収差を示す模式図である。
図7図5に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。
図8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模式図である。
図9】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10図9に示す撮像光学レンズの軸上色収差を示す模式図である。
図11図9に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。
図12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模式図である。
図13】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14図13に示す撮像光学レンズの軸上色収差を示す模式図である。
図15図13に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。
図16図13に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下では、図面及び実施形態を組み合わせて本発明を更に説明する。
本発明の目的、解決手段およびメリットがより明瞭になるように、以下では、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。本発明の各実施形態において本発明をより良好に理解するために多くの技術的詳細を述べることは、当業者に理解され得る。しかし、これらの技術的詳細および以下の各実施形態に基づく様々な変更および修正がなくても、本発明が保護請求する技術案も実現できる。
【0020】
(第1実施形態)
図1~4を参照し、本発明は、第1実施形態の撮像光学レンズ10を提供する。図1では、左側が物体側であり、右側が像側である。前記撮像光学レンズ10は、合計で5枚のレンズを備え、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からなる。第5レンズL5と像面Siとの間には、光学フィルタ(filter)GF又はガラス平板等の光学素子が設けられてもよい。
【0021】
本実施形態において、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。他の実施形態において、各レンズは、他の材質であってもよい。
【0022】
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。
【0023】
本実施形態において、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2レンズの焦点距離をf2、前記第3レンズの焦点距離をf3、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レンズの像側面から前記第4レンズの物体側面までの軸上距離をd6、前記第4レンズの像側面から前記第5レンズの物体側面までの軸上距離をd8、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として定義すると、以下の条件式(1)~(6)を満たす。
―3.50≦f2/f1≦―2.00 (1)
1.00≦(R7+R8)/(R7―R8)≦5.00 (2)
f3/f≦―12.00 (3)
―2.50≦R10/R9≦―0.80 (4)
2.00≦d7/d8≦3.20 (5)
0.70≦d4/d6≦1.15 (6)
【0024】
ただし、条件式(1)は、第2レンズの焦点距離と第1レンズ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、収差の補正に有利であり、結像品質を向上させる。
【0025】
条件式(2)は、第4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内では、光線がレンズを通ったときの偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0026】
条件式(3)は、、第3レンズの焦点距離と全体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、像質の向上に有利である。
【0027】
条件式(4)は、第5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内では、像面湾曲の補正に有利である。
【0028】
条件式(5)は、d7/d8が条件を満たすときに、レンズの加工及び組み立てに有利である。
【0029】
条件式(6)は、d4/d6が条件を満たすときに、第3レンズの位置を効果的に配分可能であり、システムの感度を低減し、生産の歩留まりを向上させる。
【0030】
前記第1レンズL1の軸上厚みをd1、前記第1レンズL1の像側面から前記第2レンズL2の物体側面までの軸上距離をd2として定義すると、条件式5.00≦d1/d2≦12.00を満たす。d1/d2が条件を満たすときに、システムの球面収差の補正に有利である。
【0031】
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る。
【0032】
前記撮像光学レンズ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として定義すると、条件式0.33≦f1/f≦1.25を満たす。この条件式は、第1レンズの焦点距離と撮像光学レンズ全体の焦点距離との比を規定するものである。規定の範囲内では、第1レンズは、適切な正の屈折力を有し、システムの収差の低減に有利であるとともに、レンズの極薄化、広角化への進行にも有利である。好ましくは、条件式0.53≦f1/f≦1.00を満たす。
【0033】
前記第1レンズL1の物体側面の中心曲率半径R1と前記第1レンズL1の像側面の中心曲率半径R2は、条件式―3.57≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―0.77を満たす。第1レンズL1の形状を合理的に規定することにより、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することができる。好ましくは、条件式―2.23≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―0.96を満たす。
【0034】
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として定義すると、条件式0.06≦d1/TTL≦0.22を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.10≦d1/TTL≦0.18を満たす。
【0035】
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凹面であり、像側面が近軸において凹面である。
【0036】
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として定義すると、条件式―5.65≦f2/f≦―1.09を満たす。第2レンズL2の負屈折力を合理的な範囲で規定することにより、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―3.53≦f2/f≦―1.36を満たす。
【0037】
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の像側面の中心曲率半径をR4として定義すると、条件式―4.11≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.76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。範囲内では、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になる。好ましくは、条件式―2.57≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.41を満たす。
【0038】
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として定義すると、条件式0.02≦d3/TTL≦0.09を満たす。条件式の範囲内では、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≦0.07を満たす。
【0039】
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凸面であり、像側面が近軸において凹面である。
【0040】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径をR5、前記第3レンズL3の像側面の中心曲率半径をR6として定義すると、条件式―20.06≦(R5+R6)/(R5―R6)≦30.16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内では、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。好ましくは、条件式―12.54≦(R5+R6)/(R5―R6)≦24.13を満たす。
【0041】
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として定義すると、条件式0.02≦d5/TTL≦0.10を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.04≦d5/TTL≦0.08を満たす。
【0042】
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る。
【0043】
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0.31≦f4/f≦1.26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0.50≦f4/f≦1.01を満たす。
【0044】
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として定義すると、条件式0.08≦d7/TTL≦0.32を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.13≦d7/TTL≦0.26を満たす。
【0045】
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凹面である。
【0046】
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―1.31≦f5/f≦―0.32を満たす。第5レンズL5に対する限定により、効果的に撮像レンズの光線角度を緩やかにさせ、公差感度を低減することができる。好ましくは、条件式―0.82≦f5/f≦―0.41を満たす。
【0047】
第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径をR9、第5レンズL5の像側面の中心曲率半径をR10として定義すると、条件式―0.82≦(R9+R10)/(R9―R10)≦0.16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。範囲内では、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になる。好ましくは、条件式―0.51≦(R9+R10)/(R9―R10)≦0.13を満たす。
【0048】
前記第5レンズL5の軸上厚みd9と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.03≦d9/TTL≦0.20を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式0.05≦d9/TTL≦0.16を満たす。
【0049】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の絞り値FNOは、2.00以下である。これにより、大口径を図る。
【0050】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の画角FOVは、72°以上である。これにより、広角化を図る。
【0051】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の光学長TTLと撮像光学レンズ10の像高IHは、条件式TTL/IH≦1.55を満たす。これにより、極薄化を図る。
【0052】
本発明の前記撮像光学レンズ10の焦点距離、各レンズのの焦点距離及び中心曲率半径が上記条件式を満たす場合、撮像光学レンズ10は、優れた光学性能を有しつつ、大口径、広角化及び極薄化の設計要求を満足することができる。この撮像光学レンズ10の特性によれば、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。
【0053】
また、本実施形態に係る撮像光学レンズ10では、各レンズの表面は、非球面として設定されてもよい。非球面から球面以外的形状を容易に製造可能であり、多くの制御変数を取得して収差を解消し、更にレンズの使用数を削減可能であるため、撮像光学レンズ10の全長を効果的に減少することができる。本実施形態において、各レンズの物体側面及び像側面は、何れも非球面である。
【0054】
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が上記構造とパラメータ関係を有するため、撮像光学レンズ10は、各レンズ的屈折力、間隔及び形状を合理的に配分可能であり、各種の収差を補正することができる。
【0055】
以下では、実施例を用いて本発明の撮像光学レンズ10を説明する。各実施例に記載された符号は、以下に示される。焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、軸上厚み、変曲点位置、停留点位置の単位は、mmである。
TTLは、光学長(第1レンズL1の物体側面から像面Si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。
【0056】
また、高品質の結像需要が満足されるように、各レンズの物体側面及び像側面のうちの少なくとも一方には、変曲点および/または停留点が更に設けられてもよい。具体的な実施可能技術案は、以下のようになる。
【0057】
図1に示す撮像光学レンズ10の設計データは、以下のようになる。
表1は、本発明の第1実施形態において撮像光学レンズ10を構成する第1レンズL1~光学フィルタGFの物体側面の中心曲率半径と像側面の中心曲率半径R、各レンズの軸上厚み、隣接する2つのレンズ間的距離d、屈折率nd及びアッベ数vdを示す。説明すべきことは、本実施形態において、Rとdの単位が何れもミリメートル(mm)である。
【0058】
【表1】
【0059】
上の表において、各符号の意味は、以下のようになる。
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、または、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
【0060】
表2は、本発明の第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。
【0061】
【表2】
【0062】
表2において、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。
【0063】
y=(x/R)/[1+{1-(k+1)(x/R)}1/2]+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16 (24)
【0064】
ただし、xは、非球面曲線における点と光軸との垂直距離であり、yは、非球面深度(非球面における光軸からxだけ離れた点と、非球面光軸上の頂点に接する接平面との両者間の垂直距離)である。
各レンズ面の非球面は、説明の便宜上、上記条件式(24)に示す非球面を採用する。しかし、本発明は、当該条件式(24)に示す非球面多項式の形態に限定されるものではない。
【0065】
表3、表4は、本発明の実施例の撮像光学レンズ10における各レンズの変曲点およ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。
【0066】
【表3】
【0067】
【表4】
【0068】
後の表17は、第1、2、3、4実施形態における各種のパラメータ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。
表17に示すように、第1実施形態は、各条件式を満たす。
【0069】
図2図3は、それぞれ波長650nm、610nm、555nm、510nm及び470nmの光が撮像光学レンズ10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4は、波長555nmの光が撮像光学レンズ10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。図4の像面湾曲Sがサジタル方向の像面湾曲であり、Tがタンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0070】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の入射瞳径ENPDは、1.796mmであり、全視野の像高IHは、2.92mmであり、対角線方向の画角FOVは、76.80°である。これにより、前記撮像光学レンズ10は、大口径、広角化、極薄化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つつ、優れた光学特性を有する。
【0071】
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態における撮像光学レンズ20の構造模式図である。第2実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であり、以下の表における符号の意味も第1実施形態と同じである。そのため、同じ部分について繰り返し説明せず、以下に相違点のみを挙げる。
【0072】
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、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。
【0073】
表5、表6は、本発明の第2実施形態の撮像光学レンズ20の設計データを示す。
【0074】
【表5】
【0075】
表6は、本発明の第2実施形態の撮像光学レンズ20における各レンズの非球面データを示す。
【0076】
【表6】
【0077】
表7、表8は、撮像光学レンズ20における各レンズの変曲点および停留点の設計データを示す。
【0078】
【表7】
【0079】
【表8】
【0080】
また、後の表17は、第2実施形態における各種のパラメータ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。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズは、上記条件式を満たす。
【0081】
図6図7は、それぞれ波長650nm、610nm、555nm、510nm及び470nmの光が撮像光学レンズ20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8は、波長555nmの光が撮像光学レンズ20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。図8の像面湾曲Sがサジタル方向の像面湾曲であり、Tがタンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0082】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ20の入射瞳径ENPDは、1.840mmであり、全視野の像高IHは、2.920mmであり、対角線方向の画角FOVは、73.28°である。これにより、前記撮像光学レンズ20は、大口径、広角化、極薄化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つつ、優れた光学特性を有する。
【0083】
(第3実施形態)
図9は、第3実施形態における撮像光学レンズ30の構造模式図である。第3実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であり、以下の表における符号の意味も第1実施形態と同じである。そのため、同じ部分について繰り返し説明せず、以下に相違点のみを挙げる。
【0084】
本実施形態において、第2レンズL2は、像側面が近軸において凸面である。
【0085】
表9、表10は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30の設計データを示す。
【0086】
【表9】
【0087】
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。
【0088】
【表10】
【0089】
表11、表12は、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の設計データを示す。
【0090】
【表11】
【0091】
【表12】
【0092】
また、後の表17は、第3実施形態における各種のパラメータ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。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズは、上記条件式を満たす。
【0093】
図10図11は、それぞれ波長650nm、610nm、555nm、510nm及び470nmの光が撮像光学レンズ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555nmの光が撮像光学レンズ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。図12の像面湾曲Sがサジタル方向の像面湾曲であり、Tがタンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0094】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ30の入射瞳径ENPDは、1.840mmであり、全視野の像高IHは、2.920mmであり、対角線方向の画角FOVは、72.00°である。これにより、前記撮像光学レンズ30は、大口径、広角化、極薄化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つつ、優れた光学特性を有する。
【0095】
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態における撮像光学レンズ40の構造模式図である。第4実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であり、以下の表における符号の意味も第1実施形態と同じである。そのため、同じ部分について繰り返し説明せず、以下に相違点のみを挙げる。
【0096】
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、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。
【0097】
表13、表14は、本発明の第4実施形態の撮像光学レンズ40の設計データを示す。
【0098】
【表13】
【0099】
表14は、本発明の第4実施形態の撮像光学レンズ40における各レンズの非球面データを示す。
【0100】
【表14】
【0101】
表15、表16は、撮像光学レンズ40における各レンズの変曲点および停留点の設計データを示す。
【0102】
【表15】
【0103】
【表16】
【0104】
また、後の表17は、第4実施形態における各種のパラメータ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。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズは、上記条件式を満たす。
【0105】
図14図15は、それぞれ波長650nm、610nm、555nm、510nm及び470nmの光が撮像光学レンズ40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16は、波長555nmの光が撮像光学レンズ40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。図16の像面湾曲Sがサジタル方向の像面湾曲であり、Tがタンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0106】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ40の入射瞳径ENPDは、1.840mmであり、全視野の像高IHは、2.920mmであり、対角線方向の画角FOVは、72.20°である。これにより、前記撮像光学レンズ40は、大口径、広角化、極薄化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つつ、優れた光学特性を有する。
【0107】
【表17】
【0108】
上述したのは、単に本発明の実施形態に過ぎない。なお、当業者であれば、本発明の要旨から逸脱しない限り、改良もなすことができるが、これらの改良は、何れも本発明の保護範囲に含まれる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16