(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】2022-06-21
(45)【発行日】2022-06-29
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220622BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20220622BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2020212775
(22)【出願日】2020-12-22
【審査請求日】2021-01-12
(31)【優先権主張番号】202010654084.6
(32)【優先日】2020-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【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
【氏名又は名称】西内 盛二
(72)【発明者】
【氏名】▲孫▼ ▲ウェン▼
【審査官】堀井 康司
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第111367048(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第111367047(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第110927933(CN,A)
【文献】国際公開第2018/135000(WO,A1)
【文献】特開2016-212134(JP,A)
【文献】特開2013-174795(JP,A)
【文献】特開2005-338598(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2020/0003993(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第110412747(CN,A)
(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
CODE V
(57)【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、順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、第3レンズ、負の屈折力を有する第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、及び負の屈折力を有する第7レンズから構成され、
前記第1レンズから前記第7レンズのうちの少なくとも1つは、自由曲面を含
み、
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(14’)~(16)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
3.46≦f5/f≦9.88 (14’)
-1.67≦(R9+R10)/(R9-R10)≦0.54 (15)
0.04≦d9/TTL≦0.15 (16)
【請求項2】
撮像光学レンズであって、
物体側から像側に向かって、順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、第3レンズ、負の屈折力を有する第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、及び負の屈折力を有する第7レンズから構成され、
前記第1レンズから前記第7レンズのうちの少なくとも1つは、自由曲面を含み、
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としたときに、以下の条件式(14’)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
3.46≦f5/f≦9.88 (14’)
【請求項3】
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、前記第2レンズの軸上厚みをd3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請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
1.50≦d2/d3≦4.00 (1)
【請求項4】
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(2)~(4)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
-3.68≦f1/f≦-1.08 (2)
-0.50≦(R1+R2)/(R1-R2)≦1.66 (3)
0.03≦d1/TTL≦0.19 (4)
【請求項5】
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(5)~(7)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
0.51≦f2/f≦5.80 (5)
-8.28≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.19 (6)
0.02≦d3/TTL≦0.16 (7)
【請求項6】
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(8)~(10)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
-18.37≦f3/f≦4.43 (8)
-3.09≦(R5+R6)/(R5-R6)≦1.98 (9)
0.02≦d5/TTL≦0.21 (10)
【請求項7】
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(11)~(13)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
-5.87≦f4/f≦-1.39 (11)
-0.23≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.09 (12)
0.02≦d7/TTL≦0.06 (13)
【請求項8】
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(17)~(19)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
0.55≦f6/f≦3.56 (17)
0.67≦(R11+R12)/(R11-R12)≦3.57 (18)
0.04≦d11/TTL≦0.17 (19)
【請求項9】
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(20)~(22)を満たすことを特徴とする請求項1
又は2に記載の撮像光学レンズ。
-12.55≦f7/f≦-0.84 (20)
1.40≦(R13+R14)/(R13-R14)≦9.96 (21)
0.03≦d13/TTL≦0.10 (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
又は2に記載の撮像光学レンズ。
FNO≦1.96 (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】
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】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、良好な光学性能を有するととともに、大口径、極薄化及び広角化の特徴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、物体側から像側に向かって、順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、及び第7レンズから構成され、
前記第1レンズから前記第7レンズのうちの少なくとも1つは、自由曲面を含む。
【0005】
好ましくは、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、前記第2レンズL2の軸上厚みをd3としたときに、以下の条件式(1)を満たす。
1.50≦d2/d3≦4.00 (1)
【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(2)~(4)を満たす。
-3.68≦f1/f≦-1.08 (2)
-0.50≦(R1+R2)/(R1-R2)≦1.66 (3)
0.03≦d1/TTL≦0.19 (4)
【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(5)~(7)を満たす。
0.51≦f2/f≦5.80 (5)
-8.28≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.19 (6)
0.02≦d3/TTL≦0.16 (7)
【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(8)~(10)を満たす。
-18.37≦f3/f≦4.43 (8)
-3.09≦(R5+R6)/(R5-R6)≦1.98 (9)
0.02≦d5/TTL≦0.21 (10)
【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(11)~(13)を満たす。
-5.87≦f4/f≦-1.39 (11)
-0.23≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.09 (12)
0.02≦d7/TTL≦0.06 (13)
【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(14)~(16)を満たす。
1.18≦f5/f≦9.88 (14)
-1.67≦(R9+R10)/(R9-R10)≦0.54 (15)
0.04≦d9/TTL≦0.15 (16)
【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(17)~(19)を満たす。
0.55≦f6/f≦3.56 (17)
0.67≦(R11+R12)/(R11-R12)≦3.57 (18)
0.04≦d11/TTL≦0.17 (19)
【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(20)~(22)を満たす。
-12.55≦f7/f≦-0.84 (20)
1.40≦(R13+R14)/(R13-R14)≦9.96 (21)
0.03≦d13/TTL≦0.10 (22)
【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(23)を満たす。
FNO≦1.96 (23)
【発明の効果】
【0014】
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、極薄化及び広角化の特徴を有するものであり、また、第1レンズから第7レンズのうちの少なくとも1つレンズが自由曲面を含むことによって、収差を効果的に補正することができ、光学システム性能をさらに向上させ、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。
本発明の実施形態における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施形態の記述に使用される必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下に記載される図面は、本発明の一部の実施形態に過ぎず、当業者にとって、創造的労力をかけない前提で、これらの図面より他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
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RMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示すものである。
【
図3】本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズの構造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象限内にある場合を示すものである。
【
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RMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示すものである。
【
図7】本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズの構造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象限内にある場合を示すものである。
【
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RMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示すものである。
【
図11】本発明の第6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12】
図11に示す撮像光学レンズのRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示すものである。
【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、7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、順次に第1レンズL1、絞りS1、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から構成される。第7レンズL7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】
本実施形態において、第1レンズL1がプラスチック材質であり、第2レンズL2がプラスチック材質であり、第3レンズL3がプラスチック材質であり、第4レンズL4がプラスチック材質であり、第5レンズL5がプラスチック材質であり、第6レンズL6がプラスチック材質であり、第7レンズL7がプラスチック材質である。
【0019】
本実施形態において、第1レンズL1は、負の屈折力を有し、第2レンズL2は、正の屈折力を有し、第4レンズL4は、負の屈折力を有する。
【0020】
本実施形態において、前記第1レンズから前記第7レンズのうちの少なくとも1つは、自由曲面を含むこととする。これにより、収差を効果的に補正することができ、光学システム性能をさらに向上させる。
【0021】
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、前記第2レンズL2の軸上厚みをd3として定義すると、条件式1.50≦d2/d3≦4.00を満たす。d2/d3がこの条件式を満たす場合、第1レンズと第2レンズの間の空気間隔距離と第2レンズの芯厚を効果的に配分可能である。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。好ましくは、条件式1.75≦d2/d3≦3.76を満たす。
【0022】
本実施形態において、前記第1レンズL1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。
【0023】
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-3.68≦f1/f≦-1.08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ものである。規定された範囲内では、第1レンズL1が適切な負の屈折力を有し、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-2.30≦f1/f≦-1.35を満たす。
【0024】
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-0.50≦(R1+R2)/(R1-R2)≦1.66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って、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-0.31≦(R1+R2)/(R1-R2)≦1.33を満たす。
【0025】
前記第1レンズL1の軸上厚みd1と前記撮像光学レンズ10の光学長TTLは、条件式0.03≦d1/TTL≦0.19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≦d1/TTL≦0.15を満たす。
【0026】
本実施形態において、前記第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凸面である。
【0027】
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0.51≦f2/f≦5.80を満たす。第2レンズL2の正屈折力を合理的な範囲に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0.82≦f2/f≦4.64を満たす。
【0028】
前記第2レンズL2の物体側面の曲率半径をR3、前記第2レンズL2の像側面の曲率半径をR4として定義すると、条件式-8.28≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.19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-5.17≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.15を満たす。
【0029】
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の光学長をTTLは、条件式0.02≦d3/TTL≦0.16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≦0.13を満たす。
【0030】
本実施形態において、第3レンズL3は、正の屈折力を有し、その物体側面が近軸において凹面であり、その像側面が近軸において凸面である。
【0031】
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-18.37≦f3/f≦4.43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-11.48≦f3/f≦3.54を満たす。
【0032】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径R5と前記第3レンズL3の像側面の中心曲率半径R6は、条件式-3.09≦(R5+R6)/(R5-R6)≦1.98を満たす。この条件式は、第3レンズL3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-1.93≦(R5+R6)/(R5-R6)≦1.58を満たす。
【0033】
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0.02≦d5/TTL≦0.21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≦d5/TTL≦0.17を満たす。
【0034】
本実施形態において、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凹面である。
【0035】
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-5.87≦f4/f≦-1.39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-3.67≦f4/f≦-1.73を満たす。
【0036】
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-0.23≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.09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。この範囲内では、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-0.15≦(R7+R8)/(R7-R8)≦1.67を満たす。
【0037】
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0.02≦d7/TTL≦0.06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≦d7/TTL≦0.05を満たす。
【0038】
本実施形態において、前記第5レンズL5は、正の屈折力を有し、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凸面である。
【0039】
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1.18≦f5/f≦9.88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1.89≦f5/f≦7.90を満たす。
【0040】
前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径R9と前記第5レンズの像側面の中心曲率半径R10は、条件式-1.67≦(R9+R10)/(R9-R10)≦0.54を満たす。これにより、第5レンズL5の形状を規定する。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-1.05≦(R9+R10)/(R9-R10)≦0.43を満たす。
【0041】
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0.04≦d9/TTL≦0.15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0.06≦d9/TTL≦0.12を満たす。
【0042】
本実施形態において、前記第6レンズL6は、正の屈折力を有し、その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6レンズL6の焦点距離をf6、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0.55≦f6/f≦3.56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0.87≦f6/f≦2.84を満たす。
【0044】
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0.67≦(R11+R12)/(R11-R12)≦3.57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、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1.08≦(R11+R12)/(R11-R12)≦2.86を満たす。
【0045】
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0.04≦d11/TTL≦0.17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≦d11/TTL≦0.13を満たす。
【0046】
本実施形態において、前記第7レンズL7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。
【0047】
前記第7レンズL7の焦点距離をf7、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-12.55≦f7/f≦-0.84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-7.84≦f7/f≦-1.05を満たす。
【0048】
前記第7レンズL7の物体側面の中心曲率半径R13と前記第7レンズL7の像側面の中心曲率半径R14は、条件式1.40≦(R13+R14)/(R13-R14)≦9.96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、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2.24≦(R13+R14)/(R13-R14)≦7.97を満たす。
【0049】
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0.03≦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。
【0050】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の絞り値FNOは、1.96以下である。これによって、大口径を図り、結像性能が良好になる。
【0051】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の光学長TTLは、7.38ミリメートル(mm)以下である。これによって、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、光学長TTLは、7.05ミリメートル以下である。
【0052】
上記条件式を満足する場合、撮像光学レンズ10は、優れた光学性能を有するとともに、自由曲面を採用することによって、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。この光学レンズ10の特性によれば、この光学レンズ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】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。その中で、第7レンズL7は、物体側面と像側面が自由曲面である。
【0057】
【0058】
ここで、各符号の意味は、以下の通りであり、
S1 :絞り
R :光学面の中心曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
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 :光学フィルタGFの物体側面の中心曲率半径
R16 :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の像側面から光学フィルタGFの物体側面までの軸上距離
d15 :光学フィルタGFの軸上厚み
d16 :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
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
vg :光学フィルタGFのアッベ数
【0059】
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。
【0060】
【0061】
z=(cr2)/[1+{1-(k+1)(c2r2)}1/2]
+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (24)
ただし、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、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rだけ離れた点と、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】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(24)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(24)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0063】
表3は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10における自由曲面データを示す。
【0064】
【0065】
ただし、kは円錐係数であり、Biは自由曲面係数であり、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rだけ離れた点と、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。
【0066】
個々の自由曲面は、便宜上、上記式(25)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(25)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。
【0067】
図2は、第1実施例の撮像光学レンズ10のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図2からわかるように、第1実施形態の撮像光学レンズ10は、良好な結像品質を実現することができる。
【0068】
後の表19は、各実施例1、2、3、4、5、6の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。
【0069】
表19に示すように、第1実施形態は、各条件式を満足する。
【0070】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10は、入射瞳径ENPDが0.927mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが120.90°であり、x方向の画角が、108.59°であり、y方向の画角が、92.88°である。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、且つ優れた光学特性を有する。
【0071】
(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。
【0072】
図3は、本発明の第2実施形態の撮像光学レンズ20を示し、この撮像光学レンズ20は、合計で7枚のレンズを含む。具体的に、前記撮像光学レンズ20は、物体側から像側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、絞りS1、正の屈折力を有する第2レンズL2、負の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、正の屈折力を有する第5レンズL5、正の屈折力を有する第6レンズL6、負の屈折力を有する第7レンズL7である。第7レンズL7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。
【0073】
本実施形態において、第3レンズL3は、負の屈折力を有し、第4レンズL4は、物体側面が近軸において凸面である。
【0074】
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。
【0075】
【0076】
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。
【0077】
【0078】
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。
【0079】
【0080】
図4は、第2実施例の撮像光学レンズ20のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図4からわかるように、第2実施形態の撮像光学レンズ20は、良好な結像品質を実現することができる。
【0081】
表19に示すように、第2実施形態は、各条件式を満足する。
【0082】
本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ENPDが0.934mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが121.12°であり、x方向の画角が、107.45°であり、y方向の画角が、91.28°である。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、且つ優れた光学特性を有する。
【0083】
(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。
【0084】
図5は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30を示し、この撮像光学レンズ30は、合計で7枚のレンズを含む。具体的に、前記撮像光学レンズ30は、物体側から像側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、絞りS1、正の屈折力を有する第2レンズL2、正の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、正の屈折力を有する第5レンズL5、正の屈折力を有する第6レンズL6、負の屈折力を有する第7レンズL7である。第7レンズL7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。
【0085】
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、第4レンズL4は、物体側面が近軸において凸面である。
【0086】
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。その中で、第1レンズL1は、物体側面と像側面が自由曲面である。
【0087】
【0088】
表8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。
【0089】
【0090】
表9は、本発明の第3実施形態の撮像光学レンズ30における自由曲面データを示す。
【0091】
【0092】
図6は、第3実施例の撮像光学レンズ30のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図6からわかるように、第3実施形態の撮像光学レンズ30は、良好な結像品質を実現することができる。
【0093】
後の表19では、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た。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満足する。
【0094】
本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ENPDが0.982mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが121.23°であり、x方向の画角が、105.39°であり、y方向の画角が、88.34°である。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、且つ優れた光学特性を有する。
【0095】
(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、相違点のみを以下に示す。
【0096】
図7は、本発明の第4実施形態の撮像光学レンズ40を示し、この撮像光学レンズ40は、合計で7枚のレンズを含む。具体的に、前記撮像光学レンズ40は、物体側から像側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、絞りS1、正の屈折力を有する第2レンズL2、負の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、正の屈折力を有する第5レンズL5、正の屈折力を有する第6レンズL6、負の屈折力を有する第7レンズL7である。第7レンズL7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。
【0097】
本実施形態において、第3レンズL3は、負の屈折力を有し、第4レンズL4は、物体側面が近軸において凸面である。
【0098】
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。その中で、第1レンズL1は、物体側面と像側面が自由曲面である。
【0099】
【0100】
表11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。
【0101】
【0102】
表12は、本発明の第4実施形態の撮像光学レンズ40における自由曲面データを示す。
【0103】
【0104】
図8は、第4実施例の撮像光学レンズ40のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図8からわかるように、第4実施形態の撮像光学レンズ40は、良好な結像品質を実現することができる。
【0105】
後の表19では、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た。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満足する。
【0106】
本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ENPDが0.952mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが121.17°であり、x方向の画角が、106.54°であり、y方向の画角が、90.09°である。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、且つ優れた光学特性を有する。
【0107】
(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、相違点のみを以下に示す。
【0108】
図9は、本発明の第5実施形態の撮像光学レンズ50を示し、この撮像光学レンズ50は、合計で7枚のレンズを含む。具体的に、前記撮像光学レンズ50は、物体側から像側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、正の屈折力を有する第2レンズL2、絞りS1、正の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、正の屈折力を有する第5レンズL5、正の屈折力を有する第6レンズL6、負の屈折力を有する第7レンズL7である。第7レンズL7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。
【0109】
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凹面であり、第3レンズL3は、物体側面が近軸において凸面である。
【0110】
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。
【0111】
【0112】
表14は、本発明の第5実施形態の撮像光学レンズ50における各レンズの非球面データを示す。
【0113】
【0114】
表15は、本発明の第5実施形態の撮像光学レンズ50における自由曲面データを示す。
【0115】
【0116】
図10は、第5実施例の撮像光学レンズ50のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図10からわかるように、第5実施形態の撮像光学レンズ50は、良好な結像品質を実現することができる。
【0117】
後の表19では、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システムは、上記条件式を満足する。
【0118】
本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ENPDが0.923mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが120.00°であり、x方向の画角が、107.37°であり、y方向の画角が、89.43°である。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、且つ優れた光学特性を有する。
【0119】
(第6実施形態)
第6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。
【0120】
図11は、本発明の第6実施形態の撮像光学レンズ60を示し、この撮像光学レンズ60は、合計で7枚のレンズを含む。具体的に、前記撮像光学レンズ60は、物体側から像側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、正の屈折力を有する第2レンズL2、絞りS1、正の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、正の屈折力を有する第5レンズL5、正の屈折力を有する第6レンズL6、負の屈折力を有する第7レンズL7である。第7レンズL7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。
【0121】
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凹面であり、第3レンズL3は、物体側面が近軸において凸面である。
【0122】
表16、表17は、本発明の第6実施形態に係る撮像光学レンズ60の設計データを示す。
【0123】
【0124】
表17は、本発明の第6実施形態の撮像光学レンズ60における各レンズの非球面データを示す。
【0125】
【0126】
表18は、本発明の第6実施形態の撮像光学レンズ60における自由曲面データを示す。
【0127】
【0128】
図12は、第6実施例の撮像光学レンズ60のRMS光スポットの直径が第1象限内にある場合を示し、
図12からわかるように、第6実施形態の撮像光学レンズ60は、良好な結像品質を実現することができる。
【0129】
後の表19では、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た。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満足する。
【0130】
本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ENPDが0.923mmであり、全視野像高(対角線方向)IHが6.000mmであり、x方向像高が4.800mmであり、y方向像高が3.600mmであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角FOVが120.00°であり、x方向の画角が、107.31°であり、y方向の画角が、89.55°である。前記撮像光学レンズ60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、且つ優れた光学特性を有する。
【0131】
【0132】
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。