(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-05
(45)【発行日】2024-04-15
(54)【発明の名称】撮影光学レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20240408BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240408BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2023208073
(22)【出願日】2023-12-08
【審査請求日】2023-12-08
(31)【優先権主張番号】202310755753.2
(32)【優先日】2023-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(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】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】唐▲ハン▼
(72)【発明者】
【氏名】周順達
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-044372(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0299846(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2021/0063694(US,A1)
【文献】特開2020-027205(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0123186(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2022/0066171(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】
撮影光学レンズであって、
前記撮影光学レンズは、物体側から像側まで順に第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、第6レンズと
から構成され、前記第1レンズは正の屈折力を有し、前記第2レンズは正の屈折力を有し、前記第3レンズは負の屈折力を有し、前記第4レンズは正または負の屈折力を有し、前記第5レンズは正の屈折力を有し、前記第6レンズは負の屈折力を有し、
前記第6レンズの焦点距離をf6、前記撮影光学レンズの焦点距離をf、前記第6レンズの像側面から像面までの軸上距離をBF、前記撮影光学レンズの光学全長をTTL、前記第5レンズ像側面の中心曲率半径をR10、前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9、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5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの軸上厚さをd9とすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする撮影光学レンズ。
-3.00≦f6/f≦-1.00;
0.07≦BF/TTL≦0.20;
2.00≦R10/R9≦10.00;
0.30≦d2/d4≦30.00;
1.50≦f5/d9≦6.00
【請求項2】
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3レンズの軸上厚さをd5とすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
2.00≦d6/d5≦8.00
【請求項3】
前記第1レンズの物体側面の直径をD、前記撮影光学レンズの像高をIH、前記撮影光学レンズの対角線方向の視野角をFOVとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
D/IH/FOV≦0.10
【請求項4】
前記第1レンズの物体側面は近軸において凸面であり、
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レンズ像側面の中心曲率半径をR2、前記第1レンズの軸上厚さをd1とすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
0.45≦f1/f≦1.56;
-2.32≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.35;
0.04≦d1/TTL≦0.22。
【請求項5】
前記第2レンズの物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凸面であり、
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レンズの軸上厚さをd3、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
1.21≦f2/f≦5.86;
-1.32≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.56;
0.04≦d3/TTL≦0.15
【請求項6】
前記第3レンズの像側面は近軸において凹面であり、
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レンズの軸上厚さをd5、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
-1.93≦f3/f≦-0.51;
0.50≦(R5+R6)/(R5-R6)≦3.10;
0.01≦d5/TTL≦0.07
【請求項7】
前記第4レンズの物体側面は近軸において凹面であり、その像側面は近軸において凸面であり、
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レンズの軸上厚さをd7、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
-100.34≦f4/f≦10.67;
-96.58≦(R7+R8)/(R7-R8)≦231.07;
0.04≦d7/TTL≦0.30
【請求項8】
前記第5レンズの物体側面は近軸において凸面あり、その像側面は近軸において凹面であり、
前記第5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの軸上厚さをd9、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
0.41≦f5/f≦1.98;
0.06≦d9/TTL≦0.51
【請求項9】
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レンズの軸上厚さをd11、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、以下の関係式を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
-4.18≦(R11+R12)/(R11-R12)≦1.84;
0.01≦d11/TTL≦0.05
【請求項10】
前記第1レンズ、第3レンズ、第5レンズ及び第6レンズは、ガラス製である、ことを特徴とする請求項1に記載の撮影光学レンズ。
【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、デジタルカメラ等の携帯端末機器やモニタ、PCレンズ、レーザーライダーレンズ等の撮像装置に適用する撮像光学レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォンの台頭だけでなく、自動運転の急速な発展に伴い、自動運転の分野で自動車用の光学レンズだけでなく、より多くのアプリケーションを取得するために、小型化の需要も高まっている。一般的な撮影レンズの受光素子は、電荷結合素子(Charge coupled device、CCD)や相補型金属酸化物半導体素子(Complementary Metal-OxideSemiconductor Sensor、CMOS Sensor)の2種類にすぎず、半導体製造プロセス技術の進歩により、受光素子の画素サイズが縮小される。更に、現在のエレクトロニクス製品は、より良い機能性と、より軽量化・薄型化の外観を発展動向としているため、画質の良い小型化の撮影レンズが現在の市場の主流となっている。より良い画質を得るために、携帯電話のカメラに搭載される従来のレンズは、3枚または4枚のレンズ構造が主流であった。そして、技術の発展とユーザーニーズの多様化に伴い、受光素子の画素面積が縮小し、システムの画質に対する要求が高まる中、レンズ設計に6枚構成のレンズが徐々に登場しつつある。そのため、光学特性に優れ、超薄型の広角光学系を有し、光学性能に優れたレーザーレーダーレンズの開発が急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の問題を解決するために、本発明は、良好な光学性能を有し且つ光学歪みが小さい撮像光学レンズを提供することを目的とする。
【0004】
上記の技術問題を解決するために、本発明は、物体側から像側まで順に第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、第6レンズとを含み、
前記第6レンズの焦点距離をf6、前記撮影光学レンズの焦点距離をf、前記第6レンズの像側面から像面までの軸上距離をBF、前記撮影光学レンズの光学全長をTTL、前記第5レンズ像側面の中心曲率半径をR10、前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9、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とすると、以下の関係式を満たす撮影光学レンズを提供する。
-3.00≦f6/f≦-1.00;
0.07≦BF/TTL≦0.20;
2.00≦R10/R9≦10.00;
0.30≦d2/d4≦30.00。
【0005】
好ましくは、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3レンズの軸上厚さをd5とすると、2.00≦d6/d5≦8.00の関係式を満たす。
【0006】
好ましくは、前記第5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの軸上厚さをd9とすると、1.50≦f5/d9≦6.00の関係式を満たす。
【0007】
好ましくは、前記第1レンズの物体側面の直径をD、前記撮影光学レンズの像高をIH、前記撮影光学レンズの対角線方向の視野角をFOVとすると、D/IH/FOV≦0.10の関係式を満たす。
【0008】
好ましくは、前記第1レンズは正の屈折力を有し、前記第1レンズの物体側面は近軸において凸面であり、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レンズ像側面の中心曲率半径をR2、前記第1レンズの軸上厚さをd1とすると、0.45≦f1/f≦1.56;-2.32≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.35;0.04≦d1/TTL≦0.22の関係式を満たす。
【0009】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、0.71≦f1/f≦1.25;-1.45≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.43;0.06≦d1/TTL≦0.18の関係式を満たす。
【0010】
好ましくは、前記第2レンズは正の屈折力を有し、前記第2レンズの物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凸面であり、
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レンズの軸上厚さをd3、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、1.21≦f2/f≦5.86;-1.32≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.56;0.04≦d3/TTL≦0.15の関係式を満たす。
【0011】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、1.94≦f2/f≦4.69;-0.82≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.45;0.06≦d3/TTL≦0.12の関係式を満たす。
【0012】
好ましくは、前記第3レンズは負の屈折力を有し、前記第3レンズの像側面は近軸において凹面であり、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レンズの軸上厚さをd5、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、-1.93≦f3/f≦-0.51;
0.50≦(R5+R6)/(R5-R6)≦3.10;0.01≦d5/TTL≦0.07の関係式を満たす。
【0013】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、-1.20≦f3/f≦-0.63;0.80≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.48;0.02≦d5/TTL≦0.06の関係式を満たす。
【0014】
好ましくは、前記第4レンズの物体側面は近軸において凹面であり、その像側面は近軸において凸面であり、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レンズの軸上厚さをd7、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、-100.34≦f4/f≦10.67;-96.58≦(R7+R8)/(R7-R8)≦231.07;0.04≦d7/TTL≦0.30の関係式を満たす。
【0015】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、-62.71≦f4/f≦8.54;-60.36≦(R7+R8)/(R7-R8)≦184.86;0.06≦d7/TTL≦0.24の関係式を満たす。
【0016】
好ましくは、前記第5レンズ正の屈折力を有し、前記第5レンズの物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凹面であり、前記第5レンズの焦点距離をf5、前記第5レンズの軸上厚さをd9、前記撮影光学レンズの光学全長をTTL、前記撮影光学レンズの焦点距離をfとすると、0.41≦f5/f≦1.98;0.06≦d9/TTL≦0.51の関係式を満たす。
【0017】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、0.66≦f5/f≦1.58;-3.70≦(R9+R10)/(R9-R10)≦-1.02;0.10≦d9/TTL≦0.41の関係式を満たす。
【0018】
好ましくは、前記第6レンズは負の屈折力を有し、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レンズの軸上厚さをd11、前記撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、-4.18≦(R11+R12)/(R11-R12)≦1.84;0.01≦d11/TTL≦0.05の関係式を満たす。
【0019】
好ましくは、前記撮影光学レンズは、-2.61≦(R11+R12)/(R11-R12)≦1.47;0.01≦d11/TTL≦0.04の関係式を満たす。
【0020】
好ましくは、前記撮影光学レンズの光学全長TTLは、63.44mm以下である。
【0021】
好ましくは、前記撮影光学レンズの光学全長TTLは、60.56mm以下である。
【0022】
好ましくは、前記撮影光学レンズの絞り値FNOは、1.34以下である。
【0023】
好ましくは、前記撮影光学レンズの絞り値FNOは、1.31以下である。
【0024】
好ましくは、前記第1レンズ、第3レンズ、第5レンズ及び第6レンズは、ガラス製である。
【発明の効果】
【0025】
本発明の有利な効果は、本発明の撮影光学レンズは、良好な光学性能を有し、且つ光学歪みが小さい。特に、高画素数のCCD、CMOS等の撮影素子からなる携帯電話撮影レンズアセンブリ、WEBカメラレンズ及びレーザーレーダーレンズに適用される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】本発明の第1実施例の撮影光学レンズの構造概念図である。
【
図2】
図1に示す撮影光学レンズの軸上収差の概念図である。
【
図3】
図1に示す撮影光学レンズの倍率色収差の概念図である。
【
図4】
図1に示す撮影光学レンズの像面湾曲及び歪みの概念図である。
【
図5】本発明の第2実施例の撮影光学レンズの構造概念図である。
【
図6】
図5に示す撮影光学レンズの軸上収差の概念図である。
【
図7】
図5に示す撮影光学レンズの倍率色収差の概念図である。
【
図8】
図5に示す撮影光学レンズの像面湾曲及び歪みの概念図である。
【
図9】本発明の第3実施例の撮影光学レンズの構造概念図である。
【
図10】
図9に示す撮影光学レンズの軸上収差の概念図である。
【
図11】
図9に示す撮影光学レンズの倍率色収差の概念図である。
【
図12】
図9に示す撮影光学レンズの像面湾曲及び歪みの概念図である。
【
図13】本発明の第4実施例の撮影光学レンズの構造概念図である。
【
図14】
図13に示す撮影光学レンズの軸上収差の概念図である。
【
図15】
図13に示す撮影光学レンズの倍率色収差の概念図である。
【
図16】
図13に示す撮影光学レンズの像面湾曲及び歪みの概念図である。
【
図17】比較例1の撮影光学レンズの構造概念図である。
【
図18】
図17に示す撮影光学レンズの軸上収差の概念図である。
【
図19】
図17に示す撮影光学レンズの倍率色収差の概念図である。
【
図20】
図17に示す撮影光学レンズの像面湾曲及び歪みの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、以下に添付図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。しかし、当業者であれば、本発明の各実施例において、読者が本発明をよりよく理解できるようにするために多くの技術的詳細が提供されていることを理解することができる。しかしながら、これらの技術的詳細や以下の各実施例に基づく様々な変更や修正がなくても、本開示で主張される技術的解決策は実現可能である。
【0028】
(第1実施例)
添付図面を参照すると、本発明は、撮影光学レンズ10を提供する。
図1は、本発明の第1実施例の撮影光学レンズ10であり、当該撮影光学レンズ10は、6枚のレンズを含む。具体的に、撮影光学レンズ10は、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、第5レンズL5及び第6レンズL6を含む。第6レンズL6と像面Siとの間には、光学フィルタ(Filter)GF等の光学素子が設けられてもよい。
【0029】
本実施例において、第1レンズL1はガラス製であり、第2レンズL2はプラスチック製であり、第3レンズL3はガラス製であり、第4レンズL4はプラスチック製であり、第5レンズL5はガラス製であり、第6レンズL6はガラス製である。これにより、システムの性能及びシステムの安定性の向上に役立つ。他の実施例では、各レンズは他の材質であってもよい。
【0030】
第6レンズL6の焦点距離f6、撮影光学レンズの焦点距離をfとすると、-3.00≦f6/f≦-1.00の関係式を満たす。最後の1枚のレンズの焦点距離とシステムの焦点距離との比をこの範囲に規定することで、光を収集し、通過する光の量を確保するのに役立ち、比較的に小さいCRAを実現することができ、CRA≦13.5とすることができる。
【0031】
第6レンズL6の像側面から像面までの軸上距離をBF、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.07≦BF/TTL≦0.20の関係式を満たす。後焦点距離BF及び全長TTLの比をこの条件範囲に規定することで、モジュールの組み立てやレンズ群構成のコンパクト化に寄与し、レンズのMTFに対する感度を低減し、生産歩留まりを向上させ、生産コストを削減する。
【0032】
第5レンズL5の像側面の中心曲率半径をR10、第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径をR9とすると、2.00≦R10/R9≦10.00の関係式を満たす。第5レンズL5の形状をこの条件範囲に規定することで、レンズを通過する光線の偏向程度を軽減し、色収差を有効に補正し、色収差|LC|≦2.0μmとすることができる。
【0033】
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をd2、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をd4とすると、0.30≦d2/d4≦30.00の関係式を満たす。第1レンズL1及び第2レンズL2のエアギャップと、第3レンズL3及び第4レンズL4のエアギャップとの比を規定し、レンズ間のエアギャップを合理的に配分することで、実際の生産工程における組立の難易度を低減し、歩留まりを向上させることに寄与する。
【0034】
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をd6、第3レンズL3の軸上厚さをd5をとすると、2.00≦d6/d5≦8.00の関係式を満たす。第3レンズL3及び第4レンズL4エアギャップと第3レンズL3の厚さとの比を規定することで、光線の傾向を緩衝し、撮影レンズの非点収差(astigmatism)及び歪みの補正に寄与し、歪み|Distortion|≦2%となり、ケラレ発生の可能性を減少する。
【0035】
第5レンズL5の焦点距離をf5、第5レンズL5の軸上厚さをd9とすると、1.50≦f5/d9≦6.00の関係式を満たす。f5/d9が上記の条件を満たす場合、大視野角からの光の入射角の変化を緩衝して光が光学結像レンズ群においてスムーズに伝播できると同時に第5レンズの屈折力の強を維持して色収差を改善し、結像品質を向上させることができる。
【0036】
第1レンズL1の物体側面の直径をD、撮影光学レンズの像高をIHとすると、撮影光学レンズの対角線方向の視野角FOVとすると、D/IH/FOV≦0.10の関係式を満たす。この条件範囲にすることで、前端の口径を制御することに寄与する。
【0037】
本実施例において、第1レンズL1の物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凸面であり、第1レンズL1は正の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第1レンズL1の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0038】
撮影光学レンズ10全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1とすると、0.45≦f1/f≦1.56であり、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。この規定範囲内にすることで、第1レンズL1は、適切な正の屈折力を有し、システムの収差を低減することに寄与するとともに、レンズの超薄型化、広角化への発展に寄与する。好ましくは、0.71≦f1/f≦1.25を満たす。
【0039】
第1レンズL1の物体側面の中心曲率半径をR1、第1レンズL1の像側面の中心曲率半径をR2とすると、-2.32≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.35の関係式を満足する。第1レンズの形状を合理的に制御することで、第1レンズがシステムの球面収差を有効に補正する。好ましくは、1.45≦(R1+R2)/(R1-R2) ≦-0.43を満たす。
【0040】
第1レンズL1の軸上厚さをd1、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.04≦d1/TTL≦0.22の関係式を満たす。これにより、超薄型化に寄与する。好ましくは、0.06≦d1/TTL≦0.18を満たす。
【0041】
本実施例において、第2レンズL2の物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凸面であり、第2レンズL2は正の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第2レンズL2の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0042】
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とすると、1.21≦f2/f≦5.86を満たす。第2レンズL2の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定する。この規定範囲内にすることで、第2レンズL2は、適切な正の屈折力を有し、光学システムの収差補正に寄与する。好ましくは、1.94≦f2/f≦4.69を満たす。
【0043】
第2レンズL2の物体側面の中心曲率半径をR3、第2レンズL2像側面の中心曲率半径をR4とすると、-1.32≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.56の関係式を満たす。第2レンズL2の形状を規定し、この範囲内である場合、レンズの超薄型化、広角化への発展に伴い、軸上収差の問題を補正することに寄与する。好ましくは、-0.82≦(R3+R4)/(R3-R4)≦0.45を満たす。
【0044】
第2レンズL2の軸上厚さをd3、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.04≦d3/TTL≦0.15の関係式を満たす。第2レンズL2の軸上厚さと撮影光学レンズ10の光学全長TTLとの比を規定することで、超薄型化を実現する。好ましくは、0.06≦d3/TTL≦0.12を満たす。
【0045】
本実施例において、第3レンズL3の物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凹面であり、第3レンズL3は負の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第3レンズL3の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0046】
撮影光学レンズ10全体の焦点距離をf、第3レンズL3の焦点距離をf3とすると、-1.93≦f3/f≦-0.51を満たし、第3レンズL3の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定する。規定の範囲内である場合、第3レンズL3は適切な負の屈折力を有する。ジオプター(屈折度、焦点距離の逆数、Diopter)の合理的な配分により、システムがより良好な結像品質及び比較的低い感度を有する。好ましくは、-1.20≦f3/f≦-0.63を満たす。
【0047】
第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径R5、第3レンズL3の像側面の中心曲率半径をR6とすると、0.50≦(R5+R6)/(R5-R6)≦3.10の関係式を満たす。これにより、第3レンズL3の形状を有効に制御し、第3レンズL3の成形に寄与し、第3レンズL3の表面曲率が過度に大きくなることによる成形不良及び応力の発生を回避する。好ましくは、0.80≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.48を満たす。
【0048】
第3レンズL3の軸上厚さをd5、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.01≦d5/TTL≦0.07の関係式を満たす。これにより、超薄型化に寄与する。好ましくは、0.02≦d5/TTL≦0.06を満たす。
【0049】
本実施例において、第4レンズL4の物体側面は近軸において凹面であり、その像側面は近軸において凸面であり、第4レンズL4正の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第4レンズL4は負の屈折力を有してもよい。第4レンズL4の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0050】
撮影光学レンズ10全体の焦点距離をf、第4レンズL4の焦点距離をf4とすると、-100.34≦f4/f≦10.67を満たし、第4レンズL4の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定する。ジオプターの合理的な配分により、システムが良好な結像品質及び比較的低い感度を有する。好ましくは、-62.71≦f4/f≦8.54を満たす。
【0051】
第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径をR7、第4レンズL4の像側面の中心曲率半径をR8とすると、-96.58≦(R7+R8)/(R7-R8)≦231.07の関係式を満たし、第4レンズL4の形状を規定する。この範囲内である場合、超薄型化、広角化への発展に伴い、軸外画角の収差などの問題の補正に寄与する。好ましくは、-60.36≦(R7+R8)/(R7-R8)≦184.86を満たす。
【0052】
第4レンズL4の軸上厚さをd7、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.04≦d7/TTL≦0.30の関係式を満たし、第4レンズL4の軸上厚さと撮影光学レンズ10の光学全長TTLとの比を規定することで、超薄型化の実現に寄与する。好ましくは、0.06≦d7/TTL≦0.24を満たす。
【0053】
本実施例において、第5レンズL5の物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凹面であり、第5レンズL5は正の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第5レンズL5の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0054】
撮影光学レンズ10全体の焦点距離をf、第5レンズL5の焦点距離をf5とすると、0.41≦f5/f≦1.98であり、第5レンズL5の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定する。規定した範囲内である場合、第5レンズL5は適切な正の屈折力を有し、第5レンズL5の制限により、撮影レンズの光角を有効に緩やかにし、公差感度を低減させる。好ましくは、0.66≦f5/f≦1.58を満たす。
【0055】
第5レンズL5の軸上厚さをd9、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.06≦d9/TTL≦0.51の関係式を満たし、これにより、超薄型化に寄与する。好ましくは、0.10≦d9/TTL≦0.41を満たす。
【0056】
本実施例において、第6レンズL6の物体側面は近軸において凹面であり、その像側面は近軸において凸面であり、第6レンズL6は負の屈折力を有する。他の選択可能な実施例において、第6レンズL6の物体側面及び像側面を他の凹、凸分布形態にしてもよい。
【0057】
第6レンズL6の物体側面の中心曲率半径をR11、第6レンズL6の像側面の中心曲率半径をR12とすると、-4.18≦(R11+R12)/(R11-R12)≦1.84の関係式を満たし、第6レンズL6の形状を規定する。この条件範囲内である場合、超薄型化、広角化への発展に伴い、軸外画角の収差等の問題を補正に寄与する。好ましくは、-2.61≦(R11+R12)/(R11-R12)≦1.47を満たす。
【0058】
第6レンズL6の軸上厚さをd11、撮影光学レンズの光学全長をTTLとすると、0.01≦d11/TTL≦0.05の関係式を満たし、第6レンズL6の軸上厚さと撮影光学レンズ10の光学全長TTLとの比を規定することで、超薄型化の実現に寄与する。好ましくは、0.01≦d11/TTL≦0.04を満たす。
【0059】
本実施例において、撮影光学レンズ10の絞り値のFNOは1.34以下であり、絞りが大きく、結像性能に優れる。好ましくは、絞り値のFNOは1.31以下である。
【0060】
本発明の前記撮影光学レンズ10の焦点距離、各レンズの焦点距離、関連するレンズの像側面から物体側面までの軸上距離、軸上厚さが上記の関係式を満たす場合、撮影光学レンズ10が良好な光学性能を有し、レーザーレーダーレンズとして用いることができる。
【0061】
以下実例を用いて本発明の撮影光学レンズ10を説明する。各実例に記載される符号を以下に示す。焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚さ、変曲点位置、定常点(stationary point)位置の単位はmmである。
【0062】
TTL:光学長(第1レンズL1の物体側面から成像面までの軸上距離)、単位mm
絞り値FNO:撮影光学レンズの有効焦点距離と入射瞳の直径との比
【0063】
好ましくは、高品質の成像要求を満たように、前記レンズの物体側面和及び/又は像側面には、更に、変曲点及び/又は定常点が設けられてもよい。具体的な実施形態は、以下のようになる。
【0064】
表1、表2に本発明の第1実施例の撮影光学レンズ10の設計データを示す。
【0065】
【表1】
各符号の意味を以下に示す。
S1:絞り;
R:光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径;
R1:第1レンズL1の物体側面の曲率半径;
R2:第1レンズL1の像側面の曲率半径;
R3:第2レンズL2の物体側面の曲率半径;
R4:第2レンズL2の像側面の曲率半径;
R5:第3レンズL3の物体側面の曲率半径;
R6:第3レンズL3の像側面の曲率半径;
R7:第4レンズL4の物体側面の曲率半径;
R8:第4レンズL4の像側面の曲率半径;
R9:第5レンズL5の物体側面の曲率半径;
R10:第5レンズL5の像側面の曲率半径;
R11:第6レンズL6の物体側面の曲率半径;
R12:第6レンズL6の像側面の曲率半径;
R15:光学フィルタGFの物体側面の曲率半径;
R16:光学フィルタGFの像側面の曲率半径;
d:レンズの軸上厚さとレンズとの間の軸上距離;
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の軸上厚さ;
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の軸上厚さ;
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の軸上厚さ;
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の軸上厚さ;
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の軸上厚さ;
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の軸上厚さ;
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:光学フィルタGFの軸上厚さ;
d14: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(d線は波長550nmの緑色光);
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;
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;
vg:光学フィルタGFのアッベ数。
【0066】
表2に本発明の第1実施例の撮影光学レンズ10の各レンズの非球面データを示す。
【0067】
【表2】
z=(cr
2)/{1+[1-(k+1)(c
2r
2)]
1/2}+A4r
4+A6r
6+A8r
8+A10r
10+A12r
12+A14r
14+A16r
16+A18r
18+A20r
20 (1)
【0068】
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、cは光学面中心の曲率であり、rは非球面曲線上の点と光軸の垂直距離であり、zは非球面の深さ(光軸から距離がrである非球面上の点と、非球面の光軸上の頂点に接する面との垂直距離)である。
【0069】
便宜上、各レンズ面の非球面として上記の式(1) で表される非球面を用いる。但し、本発明は上記の式(1)で表される非球面多項式の形式に限定されるものではない。
【0070】
表3、表4に本発明の第1実施例の撮影光学レンズ10における各レンズの変曲点及び定常点の設計データを示す。P1R1、P1R2は、それぞれ第1レンズL1の物体側面及び像側面を表し、P2R1、P2R2は、それぞれ第2レンズL2の物体側面及び像側面を表し、P3R1、P3R2は、それぞれ第3レンズL3の物体側面及び像側面を表し、P4R1、P4R2は、それぞれ第4レンズL4の物体側面及び像側面を表し、P5R1、P5R2は、それぞれ第5レンズL5の物体側面及び像側面を表し、P6R1、P6R2は、それぞれ第6レンズL6の物体側面及び像側面を表す。「変曲点位置」の欄に対応するデータは、各レンズの表面に設けられる変曲点から撮影光学レンズ10光軸までの垂直距離である。
「定常点位置」欄に対応するデータは、各レンズの表面に設けられる定常点から撮影光学レンズ10の光軸までの垂直距離である。
【0071】
【0072】
【0073】
図2、
図3は、それぞれ波長930nm、940nm及び950nmの光が第1実施例の撮影光学レンズ10を通過した後の軸上収差及び倍率色収差の概念図である。
図4は、波長940nmの光が第1実施例の撮影光学レンズ10を通過した後の像面湾曲及び歪みの概念図であり、
図4の像面湾曲Sは、矢状方向の像面湾曲であり、Tは、子午線方向の像面湾曲である。
【0074】
後述する表21に各実施例1、2、3、4の各数値と条件式おいて規定したパラメータに対応する値を示す。表21に示すように、第1実施例は、各条件式を満たす。
【0075】
本実施例において、前記撮影光学レンズの入射瞳径ENPDは24.877mmであり、全視野像高IHは9.615mmであり、対角線方向の視野角FOVは33.59°であり、撮影光学レンズ10は、良好な光学性能を有し、更に大絞り、超薄型化、广角化でありながら小型化であり、収差が小さく、色収差が小さく、最大5Mの高解像度の特性を有し、且つ更にバックフォーカスが長いため、組み立てが容易で低コストである。
【0076】
(第2実施例)
第2実施例は第1実施例と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施例と同じである。以下に相違点のみを説明する。
【0077】
本実施例において、第6レンズL6の像側面は近軸において凹面である。
【0078】
表5、表6に本発明の第2実施例の撮影光学レンズ20の設計データを示す。
【0079】
【0080】
表6に本発明の第2実施例の撮影光学レンズ20における各レンズの非球面データを示す。
【0081】
【0082】
表7、表8に本発明の第2実施例の撮影光学レンズ20における各レンズの変曲点及び定常点の設計データを示す。
【0083】
【0084】
【0085】
図6、
図7は、それぞれ波長930nm、940nm及び950nmの光が第2実施例の撮影光学レンズ20を通過した後の軸上収差及び倍率色収差の概念図である。
図8は、波長940nmの光が第2実施例の撮影光学レンズ20を通過した後の像面湾曲及び歪みの概念図であり、
図8の像面湾曲Sは、矢状方向の像面湾曲であり、Tは、子午線方向の像面湾曲である。
【0086】
表21に示すように、第2実施例は、各条件式を満たす。
【0087】
本実施例において、前記撮影光学レンズの入射瞳径ENPDは27.091mmであり、全視野像高IHは9.615mmであり、対角線方向の視野角FOVは30.24°であり、撮影光学レンズ20は良好な光学性能を有し、更に大絞り、超薄型化、广角化でありながら小型化であり、収差が小さく、色収差が小さく、最大5Mの高解像度の特性を有し、且つ更にバックフォーカスが長いため、組み立てが容易で低コストである。
【0088】
(第3実施例)
第3実施例は第1実施例と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施例と同じである。以下に相違点のみを説明する。
【0089】
本実施例において、第6レンズL6の物体側面は近軸において凸面であり、その像側面は近軸において凹面である。
【0090】
表9、表10に本発明の第3実施例の撮影光学レンズ30の設計データを示す。
【0091】
【0092】
表10に本発明の第3実施例の撮影光学レンズ30における各レンズの非球面データを示す。
【0093】
【0094】
表11、表12に本発明の第3実施例の撮影光学レンズ30における各レンズの変曲点及び定常点の設計データを示す。
【0095】
【0096】
【0097】
図10、
図11は、それぞれ波長930nm、940nm及び950nmの光が第3実施例の撮影光学レンズ30を通過した後の軸上収差及び倍率色収差の概念図である。
図12は、波長940nmの光が第3実施例の撮影光学レンズ30を通過した後の像面湾曲及び歪みの概念図であり、
図12の像面湾曲Sは矢状方向の像面湾曲であり、Tは子午線方向の像面湾曲である。
【0098】
表21に示すように、第3実施例は、各条件式を満たす。
【0099】
本実施例において、前記撮影光学レンズの入射瞳径ENPDは25.075mmであり、全視野像高IHは9.615mmであり、対角線方向の視野角FOVは32.74°であり、撮影光学レンズ30は良好な光学性能を有し、更に大絞り、超薄型化、广角化でありながら小型化であり、収差が小さく、色収差が小さく、最大5Mの高解像度の特性を有し、且つ更にバックフォーカスが長いため、組み立てが容易で低コストである。
【0100】
(第4実施例)
第4実施例は第1実施例と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施例と同じである。以下に相違点のみを説明する。
【0101】
本実施例において、第1レンズL1の像側面は近軸において凹面であり、第3レンズL3の物体側面は近軸において凹面あり、第4レンズL4は負の屈折力を有する。
【0102】
表13、表14に本発明の第4実施例の撮影光学レンズ40の設計データを示す。
【0103】
【0104】
表14に本発明の第4実施例の撮影光学レンズ40における各レンズの非球面データを示す。
【0105】
【0106】
表15、表16に本発明第4実施例の撮影光学レンズ40における各レンズの変曲点及び定常点の設計データを示す。
【0107】
【0108】
【0109】
図14、
図15は、それぞれ波長930nm、940nm及び950nmの光が第4実施例の撮影光学レンズ40を通過した後の軸上収差及び倍率色収差の概念図である。
図16は、波長940nmの光が第4実施例の撮影光学レンズ40を通過した後の像面湾曲及び歪みの概念図であり、
図16の像面湾曲Sは矢状方向の像面湾曲であり、Tは子午線方向の像面湾曲である。
【0110】
以下の表21には、上記の関係式に従って本実施例における対応する各関係式の数値を示す。なお、本実施例の撮影光学レンズ40は、上記の関係式を満たす。
【0111】
本実施例において、前記撮影光学レンズの入射瞳径ENPDは26.755mmであり、全視野像高IHは9.615mmであり、対角線方向の視野角FOVは30.96°であり、撮影光学レンズ40は良好な光学性能を有し、更に大絞り、超薄型化、广角化でありながら小型化であり、収差が小さく、色収差が小さく、最大5Mの高解像度の特性を有し、且つ更にバックフォーカスが長いため、組み立てが容易で低コストである。
【0112】
(比較例1)
比較例1は第1実施例と基本的に同じであり、符号の意味も第1実施例と同じである。以下に相違点のみを説明する。
【0113】
比較例1において、第6レンズL6の像側面は近軸において凹面である。
【0114】
表17、表18に比較例1の撮影光学レンズ50の設計データを示す。
【0115】
【0116】
表18に比較例1の撮影光学レンズ50における各レンズの非球面データを示す。
【0117】
【0118】
表19、表20に比較例1の撮影光学レンズ50における各レンズの変曲点及び定常点の設計データを示す。
【0119】
【0120】
【0121】
図18、
図19は、それぞれ波長930nm、940nm及び950nmの光が比較例1の撮影光学レンズ50を通過した後の軸上収差及び倍率色収差の概念図である。
図20は、波長940nmの光が比較例1の撮影光学レンズ50を通過した後の像面湾曲及び歪みの概念図であり、
図20の像面湾曲Sは矢状方向の像面湾曲であり、Tは子午線方向の像面湾曲である。
【0122】
以下の表21には、上記の関係式に従って比較例1における対応する各関係式の数値を示す。なお、比較例1の撮影光学レンズ50は、上記の0.07≦BF/TTL≦0.20の関係式を満たさい。
【0123】
比較例1において、前記撮影光学レンズの入射瞳径ENPDは25.765mmであり、全視野像高IHは9.615mmであり、対角線方向の視野角FOVは32.41°である。撮影光学レンズ50の収差が十分に補正されていないため、前端の口径の減少に不利であり、光学性能が十分に優れていない。
【0124】
【表21】
FOVは、撮影光学レンズの対角線方向の視野角を指す。
【0125】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、当業者であれば本発明の思想から逸脱することなく改良可能であるが、いずれも本発明の範囲に含まれるものである。
【要約】 (修正有)
【課題】本発明は、光学レンズ分野に関し、撮影光学レンズを開示する。
【解決手段】当該撮影光学レンズは、物体側から像側まで順に第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、第6レンズとを含み、以下の関係式を満たす:-3.00≦f6/f≦-1.00;0.07≦BF/TTL≦0.20;2.00≦R10/R9≦10.00;0.30≦d2/d4≦30.00。
【効果】本発明の撮影光学レンズは、良好な光学性能を有し且つ光学歪みが小さい。
【選択図】
図1