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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】2022-05-17
(45)【発行日】2022-05-25
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20220518BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20220518BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2020212463
(22)【出願日】2020-12-22
(65)【公開番号】P2022045305
(43)【公開日】2022-03-18
【審査請求日】2020-12-25
(31)【優先権主張番号】202010931771.8
(32)【優先日】2020-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520357958
【氏名又は名称】ジョウシュウシ レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田 国兵
【審査官】森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第111443465(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第111427134(CN,A)
【文献】特開2020-109436(JP,A)
【文献】特開2020-139966(JP,A)
【文献】台湾特許公告第000691751(TW,B)
(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9枚のレンズで構成され、
前記9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、第4レンズ、正の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、負の屈折力を有する第7レンズ、正の屈折力を有する第8レンズ及び負の屈折力を有する第9レンズであり、
前記撮像光学レンズの焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの軸上厚みをd3、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9レンズの物体側面の中心曲率半径をR17、前記第9レンズの像側面の中心曲率半径をR18としたときに、以下の条件式(1)~(3)を満たす
ことを特徴とする撮像光学レンズ。
0.80≦f1/f≦1.80 (1)
1.50≦d3/d4≦8.00 (2)
-8.00≦R17/R18≦-1.50 (3)
【請求項2】
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(4)~(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。
-7.36≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.75 (4)
0.04≦d1/TTL≦0.20 (5)
【請求項3】
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レンズの像側面の中心曲率半径をR4、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。
-184.97≦f2/f≦-0.99 (6)
1.58≦(R3+R4)/(R3-R4)≦55.73 (7)
0.01≦d3/TTL≦0.05 (8)
【請求項4】
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。
-6.78≦f3/f≦1.47 (9)
-2.24≦(R5+R6)/(R5-R6)≦10.65 (10)
0.01≦d5/TTL≦0.18 (11)
【請求項5】
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。
-107.83≦f4/f≦70.57 (12)
-44.52≦(R7+R8)/(R7-R8)≦30.81 (13)
0.01≦d7/TTL≦0.08 (14)
【請求項6】
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。
1.51≦f5/f≦115.61 (15)
-24.76≦(R9+R10)/(R9-R10)≦2.37 (16)
0.03≦d9/TTL≦0.18 (17)
【請求項7】
前記第6レンズの焦点距離をf6、前記第6レンズの物体側面の中心曲率半径をR11、前記第6レンズの像側面の中心曲率半径をR12、前記第6レンズの軸上厚みをd11、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。
-7.97≦f6/f≦5.81 (18)
-7.65≦(R11+R12)/(R11-R12)≦-0.44 (19)
0.03≦d11/TTL≦0.11 (20)
【請求項8】
前記第7レンズの焦点距離をf7、前記第7レンズの物体側面の中心曲率半径をR13、前記第7レンズの像側面の中心曲率半径をR14、前記第7レンズの軸上厚みをd13、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(21)~(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。
-5.42≦f7/f≦4.28 (21)
-7.44≦(R13+R14)/(R13-R14)≦0.75 (22)
0.02≦d13/TTL≦0.10 (23)
【請求項9】
前記第8レンズの焦点距離をf8、前記第8レンズの物体側面の中心曲率半径をR15、前記第8レンズの像側面の中心曲率半径をR16、前記第8レンズの軸上厚みをd15、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(24)~(26)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。
0.49≦f8/f≦19.66 (24)
-2.47≦(R15+R16)/(R15-R16)≦12.55 (25)
0.02≦d15/TTL≦0.14 (26)
【請求項10】
前記第9レンズの焦点距離をf9、前記第9レンズの物体側面の中心曲率半径をR17、前記第9レンズの像側面の中心曲率半径をR18、前記第9レンズの軸上厚みをd17、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(27)~(29)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。
-1.57≦f9/f≦-0.44 (27)
0.12≦(R17+R18)/(R17-R18)≦1.15 (28)
0.02≦d17/TTL≦0.12 (29)
【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、小型化した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、優れた機能及び軽量化・薄型化・小型化した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した撮像レンズは、現在の市場において既に主流となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
優れた結像品質を得るために、携帯電話機のカメラに搭載された従来のレンズは、3枚式、4枚式ひいては5枚式、6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、9枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れている。よく見られる9枚式のレンズは、良好な光学性能を有しているが、その屈折力、レンズ間隔、及びレンズ形状の設定には依然としてある程度の非合理性があるので、レンズ構造は、高い結像性能を得ると共に、大口径、極薄化及び広角化の設計要求を満たすことができない。
【0004】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、優れた光学性能を得るとともに、大口径及び極薄化の設計要求を満たす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】
【0005】
上記問題を解決するために、本発明の実施形態は、以下の撮像光学レンズを提供する。この撮像光学レンズは、合計で9枚のレンズを備え、前記9枚のレンズは、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、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ及び第9レンズであり、前記第2レンズは、負の屈折力を有し、前記撮像光学レンズの焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの軸上厚みをd3、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としたときに、以下の条件式(1)~(2)を満たす。
0.80≦f1/f≦1.80 (1)
1.50≦d3/d4≦8.00 (2)
【0006】
好ましくは、前記第9レンズの物体側面の中心曲率半径をR17、前記第9レンズの像側面の中心曲率半径をR18としたときに、以下の条件式(3)を満たす。
-8.00≦R17/R18≦-1.50 (3)
【0007】
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(4)~(5)を満たす。
-7.36≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.75 (4)
0.04≦d1/TTL≦0.20 (5)
【0008】
好ましくは、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レンズの像側面の中心曲率半径をR4、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。
-184.97≦f2/f≦-0.99 (6)
1.58≦(R3+R4)/(R3-R4)≦55.73 (7)
0.01≦d3/TTL≦0.05 (8)
【0009】
好ましくは、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。
-6.78≦f3/f≦1.47 (9)
-2.24≦(R5+R6)/(R5-R6)≦10.65 (10)
0.01≦d5/TTL≦0.18 (11)
【0010】
好ましくは、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。
-107.83≦f4/f≦70.57 (12)
-44.52≦(R7+R8)/(R7-R8)≦30.81 (13)
0.01≦d7/TTL≦0.08 (14)
【0011】
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。
1.51≦f5/f≦115.61 (15)
-24.76≦(R9+R10)/(R9-R10)≦2.37 (16)
0.03≦d9/TTL≦0.18 (17)
【0012】
好ましくは、前記第6レンズの焦点距離をf6、前記第6レンズの物体側面の中心曲率半径をR11、前記第6レンズの像側面の中心曲率半径をR12、前記第6レンズの軸上厚みをd11、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。
-7.97≦f6/f≦5.81 (18)
-7.65≦(R11+R12)/(R11-R12)≦-0.44 (19)
0.03≦d11/TTL≦0.11 (20)
【0013】
好ましくは、前記第7レンズの焦点距離をf7、前記第7レンズの物体側面の中心曲率半径をR13、前記第7レンズの像側面の中心曲率半径をR14、前記第7レンズの軸上厚みをd13、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(21)~(23)を満たす。
-5.42≦f7/f≦4.28 (21)
-7.44≦(R13+R14)/(R13-R14)≦0.75 (22)
0.02≦d13/TTL≦0.10 (23)
【0014】
好ましくは、前記第8レンズの焦点距離をf8、前記第8レンズの物体側面の中心曲率半径をR15、前記第8レンズの像側面の中心曲率半径をR16、前記第8レンズの軸上厚みをd15、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(24)~(26)を満たす。
0.49≦f8/f≦19.66 (24)
-2.47≦(R15+R16)/(R15-R16)≦12.55 (25)
0.02≦d15/TTL≦0.14 (26)
【0015】
好ましくは、前記第9レンズの焦点距離をf9、前記第9レンズの物体側面の中心曲率半径をR17、前記第9レンズの像側面の中心曲率半径をR18、前記第9レンズの軸上厚みをd17、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(27)~(29)を満たす。
-1.57≦f9/f≦-0.44 (27)
0.12≦(R17+R18)/(R17-R18)≦1.15 (28)
0.02≦d17/TTL≦0.12 (29)
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る撮像光学レンズは、優れた光学特性を有し、大口径及び極薄化の特性を有するものであり、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機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】
【0017】
図1】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】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】本発明の第3実施形態の撮像光学レンズの構造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。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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について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、本発明がよ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及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。
【0019】
(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は、本発明の第1実施形態の撮像光学レンズ10を示す。当該撮像光学レンズ10は、合計で9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、順次に絞り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、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8及び第9レンズL9からなる。第9レンズL9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。
【0020】
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、負の屈折力を有し、第5レンズL5は、正の屈折力を有し、第6レンズL6は、正の屈折力を有し、第7レンズL7は、負の屈折力を有し、第8レンズL8は、正の屈折力を有し、第9レンズL9が負の屈折力を有する。理解できるように、他の実施形態において、第5レンズL5、第8レンズL8及び第9レンズL9は、他の屈折力を有してもよい。前記第2レンズL2は、負の屈折力を有し、光学システム性能の向上に寄与する。
【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り、第6レンズL6は、プラスチック材質であり、第7レンズL7は、プラスチック材質であり、第8レンズL8は、プラスチック材質であり、第9レンズL9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、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0.80≦f1/f≦1.80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の焦点距離との比を規定するものである。システムの球面収差と像面湾曲とに対してバランスを効果的に取ることができる。
【0023】
前記第2レンズL2の軸上厚みをd3、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として定義すると、条件式1.50≦d3/d4≦8.00を満たす。この条件式は、第2レンズL2の軸上厚みd3と第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d4との比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学システムの全長の短縮化に有利であり、極薄化効果を図る。
【0024】
前記第9レンズL9の物体側面の中心曲率半径をR17、前記第9レンズL9の像側面の中心曲率半径をR18として定義すると、条件式-8.00≦R17/R18≦-1.50を満たす。この条件式は、第9レンズL9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。
【0025】
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。
【0026】
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として定義すると、条件式-7.36≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.75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-4.60≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.93を満たす。
【0027】
前記第1レンズL1の軸上厚みd1と撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.04≦d1/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0.07≦d1/TTL≦0.16を満たす。
【0028】
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、像側面が近軸において凹面である。
【0029】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第2レンズL2の焦点距離をf2として定義すると、条件式-184.97≦f2/f≦-0.99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-115.61≦f2/f≦-1.23を満たす。
【0030】
前記第2レンズL2の物体側面の中心曲率半径R3と前記第2レンズL2の像側面の中心曲率半径R4は、条件式1.58≦(R3+R4)/(R3-R4)≦55.73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。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2.52≦(R3+R4)/(R3-R4)≦44.58を満たす。
【0031】
前記第2レンズL2の軸上厚みd3と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.01≦d3/TTL≦0.05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0.02≦d3/TTL≦0.04を満たす。
【0032】
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。
【0033】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第3レンズL3の焦点距離をf3として定義すると、条件式-6.78≦f3/f≦1.47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-4.24≦f3/f≦1.18を満たす。
【0034】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径R5と第3レンズL3の像側面の中心曲率半径R6は、条件式-2.24≦(R5+R6)/(R5-R6)≦10.65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-1.40≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.52を満たす。
【0035】
前記第3レンズL3の軸上厚みd5と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.01≦d5/TTL≦0.18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0.02≦d5/TTL≦0.14を満たす。
【0036】
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。
【0037】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第4レンズL4の焦点距離をf4として定義すると、条件式-107.83≦f4/f≦70.57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-67.39≦f4/f≦56.46を満たす。
【0038】
前記第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径R7と前記第4レンズL4の像側面の中心曲率半径R8は、条件式-44.52≦(R7+R8)/(R7-R8)≦30.81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。範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式-27.82≦(R7+R8)/(R7-R8)≦24.65を満たす。
【0039】
前記第4レンズL4の軸上厚みd7と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.01≦d7/TTL≦0.08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0.02≦d7/TTL≦0.07を満たす。
【0040】
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凸面であり、像側面が近軸において凹面である。
【0041】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第5レンズL5の焦点距離をf5として定義すると、条件式1.51≦f5/f≦115.61を満たす。第5レンズL5に対する限定により、効果的に撮像光学レンズ10の光線角度を緩やかにさせ、公差感度を低減する。好ましくは、条件式2.42≦f5/f≦92.49を満たす。
【0042】
前記第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径R9と前記第5レンズL5の像側面の中心曲率半径R10は、条件式-24.76≦(R9+R10)/(R9-R10)≦2.37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、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式-15.48≦(R9+R10)/(R9-R10)≦1.90を満たす。
【0043】
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≦0.18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≦d9/TTL≦0.15を満たす。
【0044】
本実施形態において、第6レンズL6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。
【0045】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第6レンズL6の焦点距離をf6として定義すると、条件式-7.97≦f6/f≦5.81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-4.98≦f6/f≦4.65を満たす。
【0046】
前記第6レンズL6の物体側面の中心曲率半径R11と前記第6レンズL6の像側面の中心曲率半径R12は、条件式-7.65≦(R11+R12)/(R11-R12)≦-0.44を満たす。この条件式は、第6レンズL6の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式-4.78≦(R11+R12)/(R11-R12)≦-0.55を満たす。
【0047】
前記第6レンズL6の軸上厚みd11と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.03≦d11/TTL≦0.11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≦d11/TTL≦0.09を満たす。
【0048】
本実施形態において、前記第7レンズL7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。
【0049】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第7レンズL7の焦点距離をf7として定義すると、条件式-5.42≦f7/f≦4.28を満たす。条件式の範囲内では、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-3.39≦f7/f≦3.42を満たす。
【0050】
前記第7レンズL7の物体側面の中心曲率半径R13、前記第7レンズL7の像側面の中心曲率半径R14は、条件式-7.44≦(R13+R14)/(R13-R14)≦0.75を満たす。この条件式は、第7レンズL7の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式-4.65≦(R13+R14)/(R13-R14)≦0.60を満たす。
【0051】
前記第7レンズL7の軸上厚みd13と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.02≦d13/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≦d13/TTL≦0.08を満たす。
【0052】
本実施形態において、前記第8レンズL8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。
【0053】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第8レンズL8の焦点距離をf8として定義すると、条件式0.49≦f8/f≦19.66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0.79≦f8/f≦15.73を満たす。
【0054】
前記第8レンズL8の物体側面の中心曲率半径R15と前記第8レンズL8の像側面の中心曲率半径R16は、条件式-2.47≦(R15+R16)/(R15-R16)≦12.55を満たす。この条件式は、第8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、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式-1.55≦(R15+R16)/(R15-R16)≦10.04を満たす。
【0055】
前記第8レンズL8の軸上厚みd15と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.02≦d15/TTL≦0.14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0.03≦d15/TTL≦0.12を満たす。
【0056】
本実施形態において、前記第9レンズL9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。理解できるように、他の実施形態において、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8及び第9レンズL9の物体側面と像側面との面型は、他の凹、凸分布状況に設定されてもよい。
【0057】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をf、前記第9レンズL9の焦点距離をf9として定義すると、条件式-1.57≦f9/f≦-0.44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-0.98≦f9/f≦-0.54を満たす。
【0058】
前記第9レンズL9の物体側面の中心曲率半径R17と前記第9レンズL9の像側面の中心曲率半径R18は、条件式0.12≦(R17+R18)/(R17-R18)≦1.15を満たす。この条件式は、第9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、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式0.19≦(R17+R18)/(R17-R18)≦0.92を満たす。
【0059】
前記第9レンズL9の軸上厚みd17と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.02≦d17/TTL≦0.12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≦d17/TTL≦0.09を満たす。
【0060】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の像高IHと前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式TTL/IH≦1.81を満たす。これにより、極薄化を図ることに有利である。
【0061】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の絞り値FNOは、1.96以下であり、大口径を図り、撮像光学レンズ10の結像性能に優れる。好ましくは、絞り値FNOは、1.92以下である。
【0062】
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機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。
【0063】
以下では、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、変曲点位置及び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。
【0064】
好ましくは、高品質の結像需要を満足するように、前記レンズの物体側面及び/又は像側面には、変曲点及び/又は停留点(Stationary Point)が設置されてもよい。具体的な実施案について、下記の説明を参照する。
【0065】
表1、表2は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10の設計データを示す。
【0066】
【表1】
【0067】
ここで、各符号の意味は、以下の通りであり、
S1 :絞り
R :光学面の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 :第6レンズL6の物体側面の中心曲率半径
R12 :第6レンズL6の像側面の中心曲率半径
R13 :第7レンズL7の物体側面の中心曲率半径
R14 :第7レンズL7の像側面の中心曲率半径
R15 :第8レンズL8の物体側面の中心曲率半径
R16 :第8レンズL8の像側面の中心曲率半径
R17 :第9レンズL9の物体側面の中心曲率半径
R18 :第9レンズL9の像側面の中心曲率半径
R19 :光学フィルタGFの物体側面の中心曲率半径
R20 :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、又は、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の像側面から第6レンズL6の物体側面までの軸上距離
d11 :第6レンズL6の軸上厚み
d12 :第6レンズL6の像側面から第7レンズL7の物体側面までの軸上距離
d13 :第7レンズL7の軸上厚み
d14 :第7レンズL7の像側面から第8レンズL8の物体側面までの軸上距離
d15 :第8レンズL8の軸上厚み
d16 :第8レンズL8の像側面から第9レンズL9の物体側面までの軸上距離
d17 :第9レンズL9の軸上厚み
d18 :第9レンズL9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
d19 :光学フィルタGFの軸上厚み
d20 :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
nd6 :第6レンズL6のd線の屈折率
nd7 :第7レンズL7のd線の屈折率
nd8 :第8レンズL8のd線の屈折率
nd9 :第9レンズL9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
v6 :第6レンズL6のアッベ数
v7 :第7レンズL7のアッベ数
v8 :第8レンズL8のアッベ数
v9 :第9レンズL9のアッベ数
vg :光学フィルタGFのアッベ数
【0068】
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データを示す。
【0069】
【表2】
【0070】
ここで、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。
【0071】
y=(x/R)/[1+{1-(k+1)(x/R)}1/2]
+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (30)
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離れる点と、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。
【0072】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(30)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(30)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0073】
表3、表4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変曲点及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し、P6R1、P6R2は、それぞれ第6レンズL6の物体側面と像側面を示し、P7R1、P7R2は、それぞれ第7レンズL7の物体側面と像側面を示し、P8R1、P8R2は、それぞれ第8レンズL8の物体側面と像側面を示し、P9R1、P9R2は、それぞれ第9レンズL9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。
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】
【0076】
図2図3は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図4は、波長546nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。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、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0077】
後の表13は、各実施例1、2、3における諸値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。
【0078】
表13に示すように、第1実施形態は、各条件式を満たす。
【0079】
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、4.280mmであり、全視野の像高IHは、6.016mmであり、対角線方向の画角FOVは、81.52°である。前記撮像光学レンズ10は、大口径及び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、且つ優れた光学特性を有する。
【0080】
(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、相違点のみを以下に示す。図5は、本発明の第2実施形態の撮像光学レンズ20を示す。本実施形態において、第4レンズL4は、正の屈折力を有する。本実施形態において、第6レンズL6の像側面は、近軸において凸面である。
【0081】
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の設計データを示す。
【0082】
【表5】
【0083】
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データを示す。
【0084】
【表6】
【0085】
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計データを示す。
【0086】
【表7】
【0087】
【表8】
【0088】
図6図7は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図8は、波長546nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。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、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0089】
表13に示すように、第2実施形態は各条件式を満たす。
【0090】
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、4.080mmであり、全視野の像高IHは、6.016mmであり、対角線方向の画角FOVは、84.00°である。前記撮像光学レンズ20は、大口径及び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、且つ優れた光学特性を有する。
【0091】
(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、相違点のみを以下に示す。図9は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30を示す。
【0092】
本実施形態において、第3レンズL3は、正の屈折力を有し、第4レンズL4は、正の屈折力を有し、第6レンズL6は、負の屈折力を有し、第7レンズL7は、正の屈折力を有する。
【0093】
本実施形態において、第4レンズL4の物体側面は、近軸において凸面であり、第5レンズL5の物体側面は、近軸において凹面であり、第5レンズL5の像側面は、近軸において凸面であり、第6レンズL6の物体側面は、近軸において凹面であり、第6レンズL6の像側面は、近軸において凸面であり、第7レンズL7の物体側面は、近軸において凸面であり、第8レンズL8の物体側面は、近軸において凹面であり、第8レンズL8の像側面は、近軸において凸面である。
【0094】
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の設計データを示す。
【0095】
【表9】
【0096】
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。
【0097】
【表10】
【0098】
表11、表12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変曲点及び停留点の設計データを示す。
【0099】
【表11】
【0100】
【表12】
【0101】
図10図11は、それぞれ波長656nm、588nm、546nm、486nm及び436nmの光が第3実施形態の撮像光学レンズ30を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図12は、波長546nmの光が第3実施形態の撮像光学レンズ30を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。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、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0102】
以下では、表13に、上記条件式に従って本実施形態における各条件式に対応する数値が挙げられている。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズ30は、上記条件式を満たす。
【0103】
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、4.506mmであり、全視野の像高IHは、6.016mmであり、対角線方向の画角FOVは、69.00°である。前記撮像光学レンズ30は、大口径及び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、且つ優れた光学特性を有する。
【0104】
【表13】
【0105】
当業者であれば分かるように、上記各実施形態が本発明を実現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、本発明の要旨と範囲から逸脱しない限り、形式及び詳細に対する各種の変更は可能である。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12