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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】2024-06-13
(45)【発行日】2024-06-21
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20240614BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20240614BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2023086149
(22)【出願日】2023-05-25
(65)【公開番号】P2024071339
(43)【公開日】2024-05-24
【審査請求日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】202211422170.X
(32)【優先日】2022-11-14
(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】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】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(74)【代理人】
【識別番号】100124497
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】▲兪▼ 仁▲龍▼
【審査官】瀬戸 息吹
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2019/0056567(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第109425965(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
(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、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズと、屈折力を有する第5レンズとによって構成され、前記第1レンズは、ガラス材質であり、前記第2レンズと、前記第3レンズと、前記第4レンズと、前記第5レンズとのうちの少なくとも1つは、ガラス材質であり、前記撮像光学レンズの動作温度範囲は、-40℃~105℃であり、
前記撮像光学レンズの焦点距離をfとし、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとし、前記第1レンズの屈折率をn1とし、前記第2レンズの物体側面の中心曲率半径をR3とし、前記第2レンズの像側面の中心曲率半径をR4としたときに、以下の条件式(1)~(3)を満足することを特徴とする撮像光学レンズ。
1.50≦TTL/f≦4.00 (1)
1.70≦n1≦2.20 (2)
R3/R4≦-2.00 (3)
【請求項2】
前記第4レンズの屈折率をn4としたときに、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
1.70≦n4≦2.20 (4)
【請求項3】
前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9とし、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(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
(R9+R10)/(R9-R10)≧1.50 (5)
【請求項4】
前記第3レンズの焦点距離をf3とし、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(6)を満足する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≦│f3/d5│≦10.00 (6)
【請求項5】
前記撮像光学レンズの動作波長は、905nm~975nmであることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
【請求項6】
前記第1レンズの焦点距離をf1とし、前記第1レンズの物体側面の中心曲率半径をR1とし、前記第1レンズの像側面の中心曲率半径をR2とし、前記第1レンズの軸上厚みをd1としたときに、以下の条件式(7)~(9)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
0.63≦f1/f≦20.19 (7)
-7.72≦(R1+R2)/(R1-R2)≦44.20 (8)
0.05≦d1/TTL≦0.38 (9)
【請求項7】
前記第2レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第2レンズの像側面は、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とし、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(10)~(11)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
0.64≦f2/f≦4.33 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.11 (11)
【請求項8】
前記第3レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、前記第3レンズの像側面は、近軸において凸面であり、
前記第3レンズの焦点距離をf3とし、前記第3レンズの物体側面の中心曲率半径をR5とし、前記第3レンズの像側面の中心曲率半径をR6とし、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(12)~(14)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
-2.72≦f3/f≦-0.55 (12)
-5.60≦(R5+R6)/(R5-R6)≦0 (13)
0.02≦d5/TTL≦0.13 (14)
【請求項9】
前記第4レンズの像側面は、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とし、前記第4レンズの物体側面の中心曲率半径をR7とし、前記第4レンズの像側面の中心曲率半径をR8とし、前記第4レンズの軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式(15)~(17)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
0.29≦f4/f≦3.34 (15)
0.13≦(R7+R8)/(R7-R8)≦4.78 (16)
0.06≦d7/TTL≦0.32 (17)
【請求項10】
前記第5レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第5レンズの像側面は、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とし、前記第5レンズの軸上厚みをd9としたときに、以下の条件式(18)~(19)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
-2.11≦f5/f≦8.85 (18)
0.02≦d9/TTL≦0.19 (19)
【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装置と、モニタやPCレンズ、車載レンズ等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、様々なスマートデバイスの発展に伴い、小型化の撮像光学レンズの需要がますます高まっており、且つ感光デバイスの画素サイズが縮小するため、現在の電子製品は、機能性が高く且つ軽量で携帯性のある外形を発展傾向としている。したがって、良好な結像品質を備えた小型化の撮像光学レンズは、現在の市場において主流となっている。良好な結像品質を得るために、複数枚構成のレンズ構造を採用することが多い。また、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枚構成のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れている。良好な光学特性を有し、体積が小さく、収差が十分に補正された望遠撮像レンズが強く求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の問題に鑑みて、本発明の目的は、良好な光学性能を有するとともに、大口径、長焦点距離、小さい歪曲収差の設計要求を満足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】
上記の技術課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し、前記撮像光学レンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズと、屈折力を有する第5レンズとによって構成され、前記第1レンズは、ガラス材質であり、前記第2レンズと、前記第3レンズと、前記第4レンズと、前記第5レンズとのうちの少なくとも1つは、ガラス材質であり、前記撮像光学レンズの動作温度範囲は、-40℃~105℃であり、前記撮像光学レンズの焦点距離をfとし、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとし、前記第1レンズの屈折率をn1とし、前記第2レンズの物体側面の中心曲率半径をR3とし、前記第2レンズの像側面の中心曲率半径をR4としたときに、以下の条件式(1)~(3)を満足する。
1.50≦TTL/f≦4.00 (1)
1.70≦n1≦2.20 (2)
R3/R4≦-2.00 (3)
【0005】
好ましくは、前記第4レンズの屈折率をn4としたときに、以下の条件式(4)を満足する。
1.70≦n4≦2.20 (4)
【0006】
好ましくは、前記第5レンズの物体側面の中心曲率半径をR9とし、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(5)を満足する。
(R9+R10)/(R9-R10)≧1.50 (5)
【0007】
好ましくは、前記第3レンズの焦点距離をf3とし、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(6)を満足する。
5.00≦│f3/d5│≦10.00 (6)
【0008】
好ましくは、前記撮像光学レンズの動作波長は、905nm~975nmである。
【0009】
好ましくは、前記第1レンズの焦点距離をf1とし、前記第1レンズの物体側面の中心曲率半径をR1とし、前記第1レンズの像側面の中心曲率半径をR2とし、前記第1レンズの軸上厚みをd1としたときに、以下の条件式(7)~(9)を満足する。
0.63≦f1/f≦20.19 (7)
-7.72≦(R1+R2)/(R1-R2)≦44.20 (8)
0.05≦d1/TTL≦0.38 (9)
【0010】
好ましくは、前記第2レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第2レンズの像側面は、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とし、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(10)~(11)を満足する。
0.64≦f2/f≦4.33 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.11 (11)
【0011】
好ましくは、前記第3レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、前記第3レンズの像側面は、近軸において凸面であり、前記第3レンズの焦点距離をf3とし、前記第3レンズの物体側面の中心曲率半径をR5とし、前記第3レンズの像側面の中心曲率半径をR6とし、前記第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(12)~(14)を満足する。
-2.72≦f3/f≦-0.55 (12)
-5.60≦(R5+R6)/(R5-R6)≦0 (13)
0.02≦d5/TTL≦0.13 (14)
【0012】
好ましくは、前記第4レンズの像側面は、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とし、前記第4レンズの物体側面の中心曲率半径をR7とし、前記第4レンズの像側面の中心曲率半径をR8とし、前記第4レンズの軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式(15)~(17)を満足する。
0.29≦f4/f≦3.34 (15)
0.13≦(R7+R8)/(R7-R8)≦4.78 (16)
0.06≦d7/TTL≦0.32 (17)
【0013】
好ましくは、前記第5レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第5レンズの像側面は、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とし、前記第5レンズの軸上厚みをd9としたときに、以下の条件式(18)~(19)を満足する。
-2.11≦f5/f≦8.85 (18)
0.02≦d9/TTL≦0.19 (19)
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学特性を有し、大口径・広角化・極薄化の特性を有するものであり、高画素用のCCD、CMOS等の撮像素子により構成された携帯電話の撮像レンズアセンブリとWEB撮像レンズに特に適用される。
【0015】
本発明の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかなように、以下に説明する図面は本発明のいくつかの実施例だけであり、当業者にとって、創造的労働をしない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の第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の模式図である。
図3図1に示す撮像光学レンズの倍率色収差の模式図である。
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の模式図である。
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の模式図である。
図7図5に示す撮像光学レンズの倍率色収差の模式図である。
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の模式図である。
図9】本発明の第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の模式図である。
図11図9に示す撮像光学レンズの倍率色収差の模式図である。
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の模式図である。
図13】本発明の第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の模式図である。
図15図13に示す撮像光学レンズの倍率色収差の模式図である。
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の模式図である。
図17】比較実施形態の撮像光学レンズに係る構成を示す模式図である。
図18図17に示す撮像光学レンズの軸上色収差の模式図である。
図19図17に示す撮像光学レンズの倍率色収差の模式図である。
図20図17に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の目的と、解決手段とメリットがより明らかなように、以下は本発明図面を参照して、本発明の各実施形態における技術案を詳細に説明する。しかしながら、本発明の各実施形態において、本発明が読者に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。
【0018】
(第1実施形態)
図面に示すように、本発明は、撮像光学レンズ10を提供する。図1に示すように、前記第1実施形態の撮像光学レンズ10は、5つのレンズを含む。具体的には、前記撮像光学レンズ10は、物体側から像側へ順に、第1レンズL1と、絞りS1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを含む。第5レンズL5と像面Siとの間には、光学フィルタ(filter)GFなどの光学素子が設置されてもよく、本実施形態において、2枚の光学フィルタ、即ちGF1とGF2とを含む。
【0019】
本実施形態において、第1レンズL1は、ガラス材質であり、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、ガラス材質であり、第5レンズL5は、プラスチック材質である。ガラスレンズを適切に選択することにより、撮像光学レンズの光学性能を向上させることができるとともに、システムは、極寒と極熱の動作温度で安定に動作させ、優れた結像品質を保証し、動作温度範囲は、-40℃~105℃である。他の選択可能な実施形態において、各レンズは、他の材質であってもよい。
【0020】
第1レンズL1及び第4レンズL4の物体側面及び像側面はいずれも、球面であり、他のレンズはいずれも、非球面レンズであり、一部のレンズの面を球面に設計することにより、製造難度を低減することができる。撮像光学レンズ10の動作波長は、905nmから975nmである。
【0021】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、1.50≦TTL/f≦4.00を満足する。これは、撮像光学レンズ10の光学長と焦点距離との比を規定し、条件式の範囲内では、収差を補正して結像品質を保証すると同時に、撮像光学レンズの全長を効果的に制御することができる。
【0022】
前記第1レンズの屈折率をn1としたときに、1.70≦n1≦2.20を満足する。これは、第1レンズの屈折率の範囲を規定し、当該条件を満足するシステムは、色収差を効果的に補正することができ、色収差を│LC│≦1.2μmを満足させる。
【0023】
前記第2レンズL2の物体側面の中心曲率半径をR3とし、前記第2レンズL2の像側面の中心曲率半径をR4としたときに、R3/R4≦-2.00を満足する。これは、第2レンズの形状を規定し、この範囲内では、光線がレンズを通過する屈折程度を緩和し、撮像光学レンズの感応性を低減することに役立つ。
【0024】
前記第4レンズの屈折率をn4としたときに、1.70≦n4≦2.20を満足する。これは、第4レンズの屈折率の範囲を規定し、この範囲内では、色収差を効果的に補正することができる。
【0025】
前記第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径をR9とし、前記第5レンズL5の像側面の中心曲率半径をR10としたときに、(R9+R10)/(R9-R10)≧1.50を満足する。これは、第5レンズの形状を規定し、この範囲内では、撮像レンズの非点収差及び歪曲収差を補正することに役立ち、歪曲収差を│Distortion│≦6%とさせ、ケラレの発生の可能性を低減する。
【0026】
前記第3レンズL3の焦点距離をf3とし、前記第3レンズL3の軸上厚みをd5としたときに、5.00≦│f3/d5│≦10.00を満足する。これは、第3レンズの焦点距離と第3レンズの中心厚との比の絶対値を規定し、この範囲内では、極薄化を実現することに役立つ。
【0027】
本実施形態において、第1レンズL1の物体側面は、近軸において凸面であり、像側面は、近軸において凹面であり、第1レンズL1は、正の屈折力を有する。他の好ましい実施形態において、第1レンズL1の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよい。
【0028】
第1レンズL1の焦点距離をf1としたときに、0.63≦f1/f≦20.19を満足する。これは、第1レンズL1の焦点距離f1と撮像光学レンズ10の焦点距離との比を規定し、この範囲内では、超広角を実現することに役立つ。好ましくは、1.01≦f1/f≦16.15を満足する。
【0029】
前記第1レンズL1の物体側面の中心曲率半径をR1とし、前記第1レンズL2の像側面の中心曲率半径をR2としたときに、-7.72≦(R1+R2)/(R1-R2)≦44.20を満足する。これは、第1レンズL1の形状を規定し、この範囲内では、超広角を実現することに役立つ。好ましくは、-4.82≦(R1+R2)/(R1-R2)≦35.36を満足する。
【0030】
前記第1レンズL1の軸上厚みをd1とし、撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、0.05≦d1/TTL≦0.38を満足し、条件式の範囲内では、小型化を実現することに役立つ。好ましくは、0.08≦d1/TTL≦0.30を満足する。
【0031】
本実施形態において、第2レンズL2の物体側面は、近軸において凸面であり、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。他の好ましい実施形態において、第2レンズL2の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよい。
【0032】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の焦点距離をfとし、前記第2レンズL2の焦点距離をf2としたときに、0.64≦f2/f≦4.33を満足する。これは、第2レンズL2の焦点距離f2と撮像光学レンズ10の焦点距離との比を規定し、この範囲内では、システムの像面湾曲量を効果的にバランスさせることができる。好ましくは、1.03≦f2/f≦3.47を満足する。
【0033】
前記第2レンズL2の軸上厚みをd3とし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、0.02≦d3/TTL≦0.11を満足する。条件式の範囲内では、小型化を実現することに役立つ。好ましくは、0.04≦d3/TTL≦0.09を満足する。
【0034】
本実施形態において、第3レンズL3の物体側面は、近軸において凹面であり、像側面は、近軸において凸面であり、第3レンズL3は、負の屈折力を有する。他の好ましい実施形態において、第3レンズL3の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよい。
【0035】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとし、前記第3レンズL3の焦点距離をf3としたときに、-2.72≦f3/f≦-0.55を満足する。パワーの合理的な配分により、システムに良好な結像品質及び低い感応性を持たせる。好ましくは、-1.70≦f3/f≦-0.68を満足する。
【0036】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径をR5とし、第3レンズL3の像側面の中心曲率半径をR6としたときに、-5.60≦(R5+R6)/(R5-R6)≦0を満足する。これは、第3レンズL3の形状を規定し、この範囲内では、光線の屈折程度を減少させ、色収差を効果的に補正することができる。好ましくは、-3.50≦(R5+R6)/(R5-R6)≦0を満足する。
【0037】
前記第3レンズL3の軸上厚みをd5とし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、0.02≦d5/TTL≦0.13を満足し、条件式の範囲内では、小型化を実現することに役立つ。好ましくは、0.03≦d5/TTL≦0.10を満足する。
【0038】
本実施形態において、第4レンズL4の物体側面は、近軸において凹面であり、像側面は、近軸において凸面であり、第4レンズL4は、正の屈折力を有する。他の好ましい実施形態において、第4レンズL4の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよい。
【0039】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとし、前記第4レンズL4の焦点距離をf4としたときに、0.29≦f4/f≦3.34を満足する。パワーの合理的な配分により、システムに良好な結像品質及び低い感応性を持たせる。好ましくは、0.46≦f4/f≦2.67を満足する。
【0040】
前記第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径をR7とし、前記第4レンズL4の像側面の中心曲率半径をR8としたときに、0.13≦(R7+R8)/(R7-R8)≦4.78を満足する。これは、第4レンズの形状を規定し、この範囲内では、撮像光学レンズ10の非点収差及び歪曲収差を補正することに役立ち、歪曲収差を│Distortion│≦35.0%とさせ、ケラレの生成の可能性を低減する。好ましくは、0.20≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.82を満足する。
【0041】
前記第4レンズL4の軸上厚みをd7とし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、0.06≦d7/TTL≦0.32を満足し、条件式の範囲内では、小型化を実現することに役立つ。好ましくは、0.10≦d7/TTL≦0.26を満足する。
【0042】
本実施形態において、第5レンズL5の物体側面は、近軸において凸面であり、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。他の好ましい実施形態において、第5レンズL5の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第5レンズは、負の屈折力を有してもよい。
【0043】
前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとし、前記第5レンズL5の焦点距離をf5としたときに、-2.11≦f5/f≦8.85を満足し、第5レンズL5に対する限定は、撮像光学レンズ10の光線角度を効果的に緩やかにし、公差感度を低下させることができる。好ましくは、-1.32≦f5/f≦7.08を満足する。
【0044】
前記第5レンズL5の軸上厚みをd9とし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、0.02≦d9/TTL≦0.19を満足し、条件式の範囲内では、小型化を実現することに役立つ。好ましくは、0.04≦d9/TTL≦0.15を満足する。
【0045】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の対角線方向の画角をFOVとしたときに、FOV≧65.00°を満足する。これにより、広角化を実現することに役立つ。好ましくは、FOV≧66.00°を満足する。
【0046】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ10の像高をIHとし、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、TTL/IH≦5.60を満足する。好ましくは、TTL/IH≦5.40を満足する。
【0047】
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、2.27以下であり、大口径を図り、撮像光学レンズの結像性能に優れる。好ましくは、撮像光学レンズ10の絞り値FNOは、2.22以下である。
【0048】
撮像光学レンズ10は、良好な光学性能を有すると同時に、大口径・広角化・極薄化の設計要求を満足することができ、前記撮像光学レンズ10の特性に基づいて、前記撮像光学レンズ10は、高画素用のCCD、CMOS等の撮像素子で構成された車載レンズ、携帯電話撮像レンズアセンブリ及びWEB撮像レンズに特に適用される。
【0049】
以下、本発明の撮像光学レンズ10について、実施例を用いて説明する。各実施例に記載された符号は以下のことを示す。なお、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。
【0050】
TTL: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:撮像光学レンズの有効焦点距離と入射瞳径との比率である。
【0051】
好ましくは、前記レンズの物体側面及び/又は像側面に変曲点及び/又は停留点が更に設置されてもよく、高品質の結像需要を満足し、具体的な実施形態を以下に示す。
【0052】
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。
【0053】
【表1】
【0054】
但し、
S1:絞り
R:光学面の中心での曲率半径、
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GF1の物体側面の中心曲率半径
R12:光学フィルタGF1の像側面の中心曲率半径
R13:光学フィルタGF2の物体側面の中心曲率半径
R14:光学フィルタGF2の像側面の中心曲率半径
d:レンズの軸上厚み、レンズの間の軸上距離
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GF1の軸上厚み
d12:光学フィルタGF1の像側面から光学フィルタGF2までの軸上距離
d13:光学フィルタGF2の軸上厚み
d14:光学フィルタGF2の像側面から像面Siまでの軸上距離
nd:d線の屈折率(d線は波長550nmの緑色光である)
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
ndg1:光学フィルタGF1のd線の屈折率
ndg2:光学フィルタGF2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
vg1:光学フィルタGF1のアッベ数
vg2:光学フィルタGF2のアッベ数
【0055】
表2は、本発明に係る第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。
【0056】
【表2】
【0057】
各レンズ面の非球面は、便宜上、下記式(20)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(20)に示す非球面多項式に限定されるものではない。
【0058】
z=(cr2)/{1+[1-(k+1)(c22)]1/2}+A4r4+A6r6+ A8r8+A10r10+A12r12+A14r14+A16r16+A18r18+A20 r20 (20)
【0059】
但し、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、cは光学面中心における曲率であり、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(非球面における光軸からの距離がrである点と、非球面の光軸上の頂点に接する断面との両者間の垂直距離)である。
【0060】
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。但し、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。
【0061】
【表3】
【0062】
【表4】
【0063】
図2図3は、それぞれ波長905nm、940nm及び975nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通過し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905nmの光が第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、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。
【0064】
後に現れる表21は、各実施例における各種数値と条件式で規定されたパラメータと対応する値を示している。
【0065】
表21に示すように、第1実施形態は、各条件式を満足する。
【0066】
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、1.643mmであり、全視野像高IHは、2.265mmであり、対角線方向の画角FOVは、66.19°であり、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足し、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。
【0067】
(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。
【0068】
本実施形態において、第1レンズL1の物体側面は、近軸において凹面であり、第1レンズL1の像側面は、近軸において凸面であり、第4レンズL4の物体側面は、近軸において凸面である。
【0069】
図5に示すのは、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20である。
【0070】
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。
【0071】
【表5】
【0072】
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。
【0073】
【表6】
【0074】
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。
【0075】
【表7】
【0076】
【表8】
【0077】
図6図7は、それぞれ波長905nm、940nm及び975nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通過し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905nmの光が第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、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。
【0078】
表21に示すように、第2実施形態は、各条件式を満足する。
【0079】
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、1.429mmであり、全視野像高IHは、2.265mmであり、対角線方向の画角FOVは、74.32°であり、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足し、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実施形態と同じであるため、相違点のみを以下に示す。
【0081】
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は、負の屈折力を有する。
【0082】
図9に示すのは、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30である。
【0083】
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。
【0084】
【表9】
【0085】
表10は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30における各レンズの非球面データを示す。
【0086】
【表10】
【0087】
表11、表12は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ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。
【0088】
【表11】
【0089】
【表12】
【0090】
図10図11は、それぞれ波長905nm、940nm及び975nmの光が第3実施形態に係る撮像光学レンズ30を通過し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905nmの光が第3実施形態に係る撮像光学レンズ30を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、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。
【0091】
以下、表21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レンズ30は、上記条件式を満足する。
【0092】
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、1.577mmであり、全視野像高IHは、2.265mmであり、対角線方向の画角FOVは、66.34°であり、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足し、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。
【0093】
(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。
【0094】
本実施形態において、第1レンズL1の物体側面は、近軸において凹面であり、第1レンズL1の像側面は、近軸において凸面であり、第4レンズL4の物体側面は、近軸において凸面である。
【0095】
図13に示すのは、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40である。
【0096】
表13、表14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。
【0097】
【表13】
【0098】
表14は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40における各レンズの非球面データを示す。
【0099】
【表14】
【0100】
表15、表16に、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40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。
【0101】
【表15】
【0102】
【表16】
【0103】
図14図15は、それぞれ波長905nm、940nm及び975nmの光が第4実施形態に係る撮像光学レンズ40を通過し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16は、波長905nmの光が第4実施形態に係る撮像光学レンズ40を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図16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。
【0104】
以下、表21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レンズ40は、上記条件式を満足する。
【0105】
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、1.582mmであり、全視野像高IHは、2.265mmであり、対角線方向の画角FOVは、67.06°であり、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足し、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。
【0106】
(比較実施形態)
比較実施形態の符号の意味は、第1実施形態と同様であり、以下では相違点のみを示す。
【0107】
比較実施形態において、第1レンズL1の物体側面は、近軸において凹面であり、第1レンズL1の像側面は、近軸において凸面であり、第4レンズL4の物体側面は、近軸において凸面である。第1レンズL1は、プラスチックレンズである。
【0108】
図17に示すのは、比較実施形態に係る撮像光学レンズ50をである。
【0109】
表17、表18に、比較実施形態に係る撮像光学レンズ50の設計データを示す。
【0110】
【表17】
【0111】
表18は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ50における各レンズの非球面データを示す。
【0112】
【表18】
【0113】
表19、表20に、比較実施形態に係る撮像光学レンズ50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。
【0114】
【表19】
【0115】
【表20】
【0116】
図18図19は、それぞれ波長905nm、940nm及び975nmの光が比較実施形態に係る撮像光学レンズ50を通過し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20は、波長905nmの光が比較実施形態に係る撮像光学レンズ50を通過した後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図20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。
【0117】
以下、表21では、上記条件式に従って対比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。比較実施形態に係る撮像光学レンズ50における第1レンズは、プラスチックレンズであり、動作温度範囲が小さい。
【0118】
比較実施形態において、前記撮像光学レンズ50の入射瞳径ENPDは1.576mmであり、全視野像高IHは2.265mmであり、対角線方向の画角FOVは69.80°であり、前記撮像光学レンズ50の軸上、軸外色収差は十分に補正されていない。
【0119】
【表21】
【0120】
上述したのは、本発明の実施形態であり、当業者にとって、本発明の創造的構想を逸脱しない前提で、種々の改良も行ってもよいが、これらは、いずれも本発明の保護範囲に含まれると理解されるべきである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20