(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】2024-08-08
(45)【発行日】2024-08-19
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20240809BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240809BHJP
【FI】
G02B13/04
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2023217206
(22)【出願日】2023-12-22
【審査請求日】2023-12-22
(31)【優先権主張番号】202310610926.1
(32)【優先日】2023-08-03
(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】100128347
【氏名又は名称】西内 盛二
(72)【発明者】
【氏名】▲兪▼ 仁▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】周 ▲順▼▲達▼
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2018/0017765(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2022/0342184(US,A1)
【文献】特開2019-028201(JP,A)
【文献】特開2019-144350(JP,A)
【文献】国際公開第2015/107579(WO,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、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第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1レンズの屈折率をn1、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3レンズの焦点距離をf3、前記撮像光学レンズの焦点距離をfとしたときに、以下の関係式(1)~(3)を満足することを特徴とする撮像光学レンズ。
1.70≦n1≦2.10 (1)
3.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦4.70 (2)
3.00≦f3/f≦5.00 (3)
【請求項2】
前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記第5レンズの軸上厚みをd9、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としたときに、以下の関係式(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。
1.00≦(d7+d9)/d6≦2.50 (4)
【請求項3】
前記第4レンズと前記第5レンズとの合成焦点距離をf45としたときに、以下の関係式(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。
2.10≦f45/f≦4.00 (5)
【請求項4】
前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の関係式(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。
8.00≦TTL/f≦12.00 (6)
【請求項5】
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レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
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、以下の関係式(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。
-7.82≦f1/f≦-2.30 (7)
0.81≦(R1+R2)/(R1-R2)≦2.63 (8)
0.00≦d1/TTL≦0.15 (9)
【請求項6】
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、近軸において凹面であり、
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、以下の関係式(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。
-20.66≦f2/f≦-2.89 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.13 (11)
【請求項7】
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、以下の関係式(12)~(13)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。
0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.98 (12)
0.04≦d5/TTL≦0.18 (13)
【請求項8】
前記第4レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第4レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
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、以下の関係式(14)~(16)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。
-9.83≦f4/f≦-1.83 (14)
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.74 (15)
0.02≦d7/TTL≦0.10 (16)
【請求項9】
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、近軸において凸面であり、
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、以下の関係式(17)~(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。
0.66≦f5/f≦3.20 (17)
-0.40≦(R9+R10)/(R9-R10)≦-0.02 (18)
0.06≦d9/TTL≦0.22 (19)
【請求項10】
前記撮像光学レンズの対角線方向の画角をFOVとしたときに、以下の関係式(20)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。
FOV≧194° (20)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズの分野に関し、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、車載レンズ、ドローンなどの撮像装置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勃興に伴い、小型化撮像光学レンズの需要がますます高まっており、且つ感光素子の画素サイズが縮小することに加えて、現在の電子製品は、機能性が高く且つ軽量・薄型・携帯便利な外形を発展傾向としているため、良好な結像品質を備えた小型化撮像光学レンズは、現在の市場において主流となっている。優れた結像品質を得るために、多枚式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枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れている。優れた光学特性を有し、体積が小さく且つ収差が十分に補正される広角撮像レンズの需要が緊迫化している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記問題に鑑みて、本発明は、良好な光学性能を有するとともに、大口径・極薄化・超広角化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、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第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1レンズの屈折率をn1、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3レンズの焦点距離をf3、前記撮像光学レンズの焦点距離をfとしたときに、以下の関係式(1)~(3)を満足する。
1.70≦n1≦2.10 (1)
3.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦4.70 (2)
3.00≦f3/f≦5.00 (3)
【0005】
好ましくは、前記第4レンズの軸上厚みをd7、前記第5レンズの軸上厚みをd9、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としたときに、以下の関係式(4)を満足する。
1.00≦(d7+d9)/d6≦2.50 (4)
【0006】
好ましくは、前記第4レンズと前記第5レンズとの合成焦点距離をf45としたときに、以下の関係式(5)を満足する。
2.10≦f45/f≦4.00 (5)
【0007】
好ましくは、前記撮像光学レンズの光学長をTTLとしたときに、以下の関係式(6)を満足する。
8.00≦TTL/f≦12.00 (6)
【0008】
好ましくは、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レンズの像側面は、近軸において凹面であり、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、以下の関係式(7)~(9)を満足する。
-7.82≦f1/f≦-2.30 (7)
0.81≦(R1+R2)/(R1-R2)≦2.63 (8)
0.00≦d1/TTL≦0.15 (9)
【0009】
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、近軸において凹面であり、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、以下の関係式(10)~(11)を満足する。
-20.66≦f2/f≦-2.89 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.13 (11)
【0010】
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、以下の関係式(12)~(13)を満足する。
0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.98 (12)
0.04≦d5/TTL≦0.18 (13)
【0011】
好ましくは、前記第4レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第4レンズの像側面は、近軸において凹面であり、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、以下の関係式(14)~(16)を満足する。
-9.83≦f4/f≦-1.83 (14)
1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.74 (15)
0.02≦d7/TTL≦0.10 (16)
【0012】
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、近軸において凸面であり、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、以下の関係式(17)~(19)を満足する。
0.66≦f5/f≦3.20 (17)
-0.40≦(R9+R10)/(R9-R10)≦-0.02 (18)
0.06≦d9/TTL≦0.22 (19)
【0013】
好ましくは、前記撮像光学レンズの対角線方向の画角をFOVとしたときに、以下の関係式(20)を満足する。
FOV≧194° (20)
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る撮像光学レンズは、優れた光学特性を有し、且つ大口径・極薄化・超広角化の特性を有し、高画素用のCCD、CMOSなどの撮像素子で構成された携帯電話の撮像レンズアセンブリ、WEB撮像レンズ及びドローン用の撮像レンズに特に適用される。
【0015】
本発明の実施形態における技術案をより明確に説明するために、以下に実施形態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形態だけであり、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、具体的な内容は以下の通りである。
【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】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】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。
【
図17】本発明の第5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18】
図17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19】
図17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20】
図17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21】本発明の第6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22】
図21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23】
図21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24】
図21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25】比較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26】
図25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27】
図25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28】
図25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】
【0017】
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。
【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は、本発明の第1実施形態に係る撮像光学レンズ10を示し、当該撮像光学レンズ10は、合計5つのレンズを備える。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、第2レンズL2と、第3レンズL3と、絞りS1と、第4レンズL4と、第5レンズL5とによつて構成される。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い。
【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、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、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、システムを極寒及び極暑の動作温度で安定に動作させ、極めて優れた結像品質を確保することができる。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の物体側面及び像側面は、いずれも球面であり、残りのレンズは、いずれも非球面レンズであり、一部のレンズの表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。
【0021】
前記第1レンズL1の屈折率をn1としたときに、関係式1.70≦n1≦2.10を満足し、第1レンズL1の屈折率n1の範囲を規定し、条件式の範囲内で、撮像光学レンズの先端口径の減少及び結像品質の向上に寄与する。
【0022】
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としたときに、関係式3.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦4.70を満足し、第2レンズL2の形状を規定し、条件式の範囲内で、広角光線の緩和、色収差の減少に有利であることにより、色収差|LC|≦9μmとする。
【0023】
前記第3レンズL4の焦点距離をf3、前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとしたときに、関係式3.00≦f3/f≦5.00を満足し、第3レンズL3の焦点距離f3と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、システムのパワーを合理的に配分することにより、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。
【0024】
前記第4レンズL4の軸上厚みをd7、前記第5レンズL5の軸上厚みをd9、前記第3レンズL3の像側面から前記第4レンズL4の物体側面までの軸上距離をd6としたときに、関係式1.00≦(d7+d9)/d6≦2.50を満足し、第4レンズL4の軸上厚みd7及び第5レンズL5の軸上厚みd9と第3レンズL3及び第4レンズL4の軸上距離d6との比を規定し、条件式の範囲内で、実際の生産過程における組み立て難度を効果的に低減することができる。
【0025】
前記第4レンズL4と前記第5レンズL5との合成焦点距離をf45、前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとしたときに、関係式2.10≦f45/f≦4.00を満足し、第4レンズL4と第5レンズL5との2つの接合レンズの合成焦点距離f45と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内で、システムの像面湾曲量を効果的にバランスさせ、中心視野の像面湾曲のシフト量を0.01mmよりも小さくすることができる。
【0026】
前記撮像光学レンズ10の光学長をTTL、前記撮像光学レンズ10の焦点距離をfとしたときに、関係式8.00≦TTL/f≦12.00を満足し、撮像光学レンズ10の光学長TTLと焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内で、小型化に有利である。
【0027】
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り、第1レンズL1は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態において、第1レンズL1の物体側面及び像側面は、他の凹、凸の分布形態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、関係式-7.82≦f1/f≦-2.30を満足し、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fとの比を規定し、この範囲内で、超広角の実現に寄与する。好ましくは、-4.89≦f1/f≦-2.87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、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、関係式0.81≦(R1+R2)/(R1-R2)≦2.63を満足し、第1レンズL1の形状を規定し、この範囲内で、超広角の実現に寄与する。好ましくは、1.30≦(R1+R2)/(R1-R2)≦2.11を満足する。
【0030】
前記第1レンズL1の軸上厚みをd1、撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、関係式0.00≦d1/TTL≦0.15を満足し、条件式の範囲内で、小型化の実現に有利である。好ましくは、0.00≦d1/TTL≦0.12を満足する。
【0031】
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り、第2レンズL2は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態において、第2レンズL2の物体側面及び像側面は、他の凹、凸の分布形態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、前記第2レンズL2の焦点距離をf2としたときに、関係式-20.66≦f2/f≦-2.89を満足し、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、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、-12.91≦f2/f≦-3.61を満足する。
【0033】
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としたときに、関係式0.02≦d3/TTL≦0.13を満足し、条件式の範囲内で、小型化の実現に有利である。好ましくは、0.03≦d3/TTL≦0.10を満足する。
【0034】
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凹面であり、像側面が近軸において凸面であり、第3レンズL3は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態において、第3レンズL3の物体側面及び像側面は、他の凹、凸の分布形態に設置されてもよい。
【0035】
前記第3レンズL3の物体側面の中心曲率半径をR5、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、関係式0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.98を満足し、第3レンズL3の形状を規定し、この範囲内で、光線の偏向度合いを減少し、色収差を効果的に補正することができる。好ましくは、1.34≦(R5+R6)/(R5-R6)≦2.38を満足する。
【0036】
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としたときに、関係式0.04≦d5/TTL≦0.18を満足し、条件式の範囲内で、小型化の実現に有利である。好ましくは、0.06≦d5/TTL≦0.15を満足する。
【0037】
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凸面であり、像側面が近軸において凹面であり、第4レンズL4は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態において、第4レンズL4の物体側面及び像側面は、他の凹、凸の分布形態に設置されてもよい。
【0038】
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としたときに、関係式-9.83≦f4/f≦-1.83を満足し、パワー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、-6.14≦f4/f≦-2.29を満足する。
【0039】
前記第4レンズL4の物体側面の中心曲率半径をR7、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、関係式1.00≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.74を満足し、第4レンズL4の形状を規定し、この範囲内で、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、1.60≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.99を満足する。
【0040】
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としたときに、関係式0.02≦d7/TTL≦0.10を満足し、条件式の範囲内で、小型化の実現に有利である。好ましくは、0.03≦d7/TTL≦0.08を満足する。
【0041】
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凸面であり、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、凸の分布形態に設置されてもよい。
【0042】
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としたときに、関係式0.66≦f5/f≦3.20を満足し、第5レンズL5を限定することにより、撮像光学レンズ10の光線角度を効果的に緩やかにし、公差感度を低減することができる。好ましくは、1.05≦f5/f≦2.56を満足する。
【0043】
前記第5レンズL5の物体側面の中心曲率半径をR9、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、関係式-0.40≦(R9+R10)/(R9-R10)≦-0.02を満足し、第5レンズの形状を規定し、この範囲内で、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、-0.25≦(R9+R10)/(R9-R10)≦-0.03を満足する。
【0044】
前記第5レンズL5の軸上厚みをd9、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、関係式0.06≦d9/TTL≦0.22を満足し、条件式の範囲内で、小型化の実現に有利である。好ましくは、0.09≦d9/TTL≦0.17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、関係式FOV≧194°を満足し、これにより広角化の実現に有利である。
【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、前記撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、関係式TTL/IH≦6.08を満足し、これにより小型化の実現に有利である。好ましくは、TTL/IH≦5.91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、1.80以下であり、これにより大口径を図り、撮像光学レンズの結像性能に優れる。
【0048】
撮像光学レンズ10は、良好な光学性能を有するとともに、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足することができ、当該撮像光学レンズ10の特性に基づいて、当該撮像光学レンズ10は、高画素用のCCD、CMOSなどの撮像素子で構成された携帯電話の撮像レンズアセンブリ、WEB撮像レンズ及びドローン用の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。各実施例に記載の記号は以下のことを示す。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。
【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、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/又は像側面に変曲点及び/又は停留点が更に設置されてもよく、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】
【0054】
但し、表中の各記号の意味は、下記のようになる。
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、レンズの間の軸上距離
d0:絞りS1から第3レンズL3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の物体側の面までの軸上距離
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
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
【0055】
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。
【0056】
【0057】
各レンズ面の非球面は、便宜上、下記式(21)で表された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(21)の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)(c2r2)]1/2}+A4r4+A6r6+A8r8+A10r10+A12r12+A14r14+A16r16+A18r18+A20r20 (21)
【0059】
但し、kは円錐係数、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接平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】
【0062】
【0063】
図2、
図3は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nm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555nm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】
後述される表29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に対応する値を示している。
【0065】
表29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、0.463mmであり、全視野像高IHは、1.382mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ10は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、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、記号の意味も第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】
図5は、本発明の第2実施形態に係る撮像光学レンズ20を示す。
【0069】
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。
【0070】
【0071】
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。
【0072】
【0073】
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。
【0074】
【0075】
【0076】
図6、
図7は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nm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555nm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。
【0077】
表29に示すように、第2実施形態は、各条件式を満足する。
【0078】
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、0.548mmであり、全視野像高IHは、1.382mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ20は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、且つ優れた光学特性を有する。
【0079】
(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、記号の意味も第1実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0080】
図9は、本発明の第3実施形態に係る撮像光学レンズ30を示す。
【0081】
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。
【0082】
【0083】
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。
【0084】
【0085】
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。
【0086】
【0087】
【0088】
図10、
図11は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nmの光が第3実施形態に係る撮像光学レンズ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555nmの光が第3実施形態に係る撮像光学レンズ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。
【0089】
後の表29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。
【0090】
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、0.356mmであり、全視野像高IHは、1.382mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ30は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、且つ優れた光学特性を有する。
【0091】
(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、記号の意味も第1実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0092】
図13は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ40を示す。
【0093】
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。
【0094】
【0095】
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。
【0096】
【0097】
表15、表16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変曲点及び停留点の設計データを示す。
【0098】
【0099】
【0100】
図14、
図15は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nmの光が第4実施形態に係る撮像光学レンズ40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16は、波長555nmの光が第4実施形態に係る撮像光学レンズ40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。
【0101】
後の表29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。
【0102】
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、0.542mmであり、全視野像高IHは、1.613mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ40は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、且つ優れた光学特性を有する。
【0103】
(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、記号の意味も第1実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0104】
図17は、本発明の第5実施形態に係る撮像光学レンズ50を示す。
【0105】
表17、表18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。
【0106】
【0107】
表18は、本発明の第5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。
【0108】
【0109】
表19、表20は、本発明の第5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。
【0110】
【0111】
【0112】
図18、
図19は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nmの光が第5実施形態に係る撮像光学レンズ50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20は、波長555nmの光が第5実施形態に係る撮像光学レンズ50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。
【0113】
後の表29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50は、上記条件式を満足する。
【0114】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ50の入射瞳径ENPDは、0.369mmであり、全視野像高IHは、1.460mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ50は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、且つ優れた光学特性を有する。
【0115】
(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、記号の意味も第1実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0116】
図21は、本発明の第4実施形態に係る撮像光学レンズ60を示す。
【0117】
表21、表22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。
【0118】
【0119】
表22は、本発明の第6実施形態に係る撮像光学レンズ60における各レンズの非球面データを示す。
【0120】
【0121】
表23、表24は、本発明の第6実施形態に係る撮像光学レンズ60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。
【0122】
【0123】
【0124】
図22、
図23は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nmの光が第6実施形態に係る撮像光学レンズ60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24は、波長555nmの光が第6実施形態に係る撮像光学レンズ60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24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。
【0125】
後の表29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60は、上記条件式を満足する。
【0126】
本実施形態において、前記撮像光学レンズ60の入射瞳径ENPDは、0.546mmであり、全視野像高IHは、1.472mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ60は、大口径・極薄化・超広角化の設計要求を満足し、且つ優れた光学特性を有する。
【0127】
(比較実施形態)
比較実施形態の記号の意味は、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。
【0128】
図25は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ70を示す。
【0129】
表25、表26は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ70の設計データを示す。
【0130】
【0131】
表26は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ70における各レンズの非球面データを示す。
【0132】
【0133】
表27、表28は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ70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。
【0134】
【0135】
【0136】
図26、
図27は、それぞれ波長470nm、510nm、555nm、610nm及び650nmの光が比較実施形態に係る撮像光学レンズ70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28は、波長555nmの光が比較実施形態に係る撮像光学レンズ70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28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。
【0137】
後の表29では、上記条件式に従って比較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70において、(R3+R4)/(R3-R4)=3.00であり、関係式3.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦4.70を満足しない。
【0138】
比較実施形態において、前記撮像光学レンズ70の入射瞳径ENPDは、0.414mmであり、全視野像高IHは、1.480mmであり、対角線方向の画角FOVは、194.00°であり、前記撮像光学レンズ70は、軸上、軸外色収差が十分に補正されていない。
【0139】
【0140】
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。
【要約】
【課題】本発明は、光学レンズ分野に関し、撮像光学レンズを提供する。
【解決手段】前記撮像光学レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第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1レンズの屈折率をn1、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3レンズの焦点距離をf3、前記撮像光学レンズの焦点距離をfとしたときに、関係式1.70≦n1≦2.10、3.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦4.70、3.00≦f3/f≦5.00を満足する。
【選択図】
図1