(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】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20240826BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20240826BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024004401
(22)【出願日】2024-01-16
【審査請求日】2024-01-16
(31)【優先権主張番号】202311217175.3
(32)【優先日】2023-09-20
(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】520357958
【氏名又は名称】ジョウシュウシ エーエーシー 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】110003339
【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲劉▼ 子▲維▼
【審査官】瀬戸 息吹
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-161019(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2021/0048621(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第110989145(CN,A)
【文献】国際公開第2013/175782(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、
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、屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ及び負の屈折力を有する第5レンズによって構成され、
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2レンズの物体側面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側面の曲率半径をR4、前記第4レンズの物体側面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の曲率半径をR8としたときに、以下の条件式(1)~(4)を満たす、ことを特徴とする撮像光学レンズ。
1.10≦f1/f≦1.60 (1)
1.50≦d3/d4≦3.50 (2)
―8.00≦R7/R8≦―4.00 (3)
1.00≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.80 (4)
【請求項2】
前記第2レンズの焦点距離をf2としたときに、以下の条件式(5)を満す、ことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
―4.50≦f2/f≦―1.50 (5)
【請求項3】
前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(6)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。
6.00≦TTL/d9≦20.00 (6)
【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レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
前記第1レンズの物体側面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側面の曲率半径をR2、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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)と(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。
―2.42≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―1.97 (7)
0.06≦d1/TTL≦0.11 (8)
【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、前記第2レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(9)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。
0.03≦d3/TTL≦0.06 (9)
【請求項6】
前記第3レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、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曲率半径をR5、前記第3レンズの像側面の曲率半径をR6、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(10)~(12)を満す、ことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
―109.81≦f3/f≦77.62 (10)
―29.33≦(R5+R6)/(R5―R6)≦25.94 (11)
0.10≦d5/TTL≦0.13 (12)
【請求項7】
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曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の曲率半径をR8、前記撮像光学レンズの光学長をTTL,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(13)~(15)を満す、ことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
0.52≦f4/f≦0.63 (13)
0.60≦(R7+R8)/(R7―R8)≦0.71 (14)
0.15≦d7/TTL≦0.21 (15)
【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、前記第5レンズの物体側面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側面の曲率半径をR10としたときに、以下の条件式(16)と(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。
―0.66≦f5/f≦―0.55 (16)
1.56≦(R9+R10)/(R9―R10)≦1.79 (17)
【請求項9】
前記撮像光学レンズの画角をFOVとしたときに、以下の条件式(18)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。
FOV≧75.00° (18)
【請求項10】
前記第1レンズの物体側面の半径は、0.85mm以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズの技術分野に関し、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】
撮像技術の発展につれ、撮像光学レンズは、様々な電子製品、例えば、スマートフォン、デジタルカメラ等に広く応用されてきている。携帯しやすくするために、電子製品の薄型化がますます求められているため、良好な結像品質を有する小型化の撮像光学レンズは、現在の市場の主流となっている。
【0003】
優れた結像品質を得るために、携帯電話のカメラに搭載された従来のレンズは、3枚式又は4枚式のレンズ構成を用いることが多い。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おり、通常の5枚式のレンズは良好な光学性能を有するものの、その屈折力、レンズ間の距離及びレンズ形状が依然としてある程度の不合理性を有することによって、レンズ構造が良好な光学性能を有しても、大口径、広角化、極薄化の設計要求を満たすことができない。
【0004】
従って、良好な光学性能を有し、且つ大口径、広角化、極薄化の設計要求を満たす撮像光学レンズを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記問題に鑑みて、本発明は、良好な光学性能を有すると同時に、大口径、極薄化、広角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】
【0006】
上記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する。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、負の屈折力を有する第2レンズ、屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ及び負の屈折力を有する第5レンズによって構成され、
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2レンズの物体側面の曲率半径をR3、前記第2レンズの像側面の曲率半径をR4、前記第4レンズの物体側面の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の曲率半径をR8としたときに、以下の条件式(1)~(4)を満たす。
1.10≦f1/f≦1.60 (1)
1.50≦d3/d4≦3.50 (2)
―8.00≦R7/R8≦―4.00 (3)
1.00≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.80 (4)
【0007】
好ましくは、前記第2レンズの焦点距離をf2としたときに、以下の条件式(5)を満たす。
―4.50≦f2/f≦―1.40 (5)
【0008】
好ましくは、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(6)を満たす。
6.00≦TTL/d9≦20.00 (6)
【0009】
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レンズの物体側面の曲率半径をR1、前記第1レンズの像側面の曲率半径をR2、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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)と(8)を満たす。
―2.42≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―1.97 (7)
0.06≦d1/TTL≦0.11 (8)
【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、近軸において凹面であり、
前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(9)を満たす。
0.03≦d3/TTL≦0.06 (9)
【0011】
好ましくは、前記第3レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、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曲率半径をR5、前記第3レンズの像側面の曲率半径をR6、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(10)~(12)を満す。
―109.81≦f3/f≦77.62 (10)
―29.33≦(R5+R6)/(R5―R6)≦25.94 (11)
0.10≦d5/TTL≦0.13 (12)
【0012】
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曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の曲率半径をR8、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、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(13)~(15)を満す。
0.52≦f4/f≦0.63 (13)
0.60≦(R7+R8)/(R7―R8)≦0.71 (14)
0.15≦d7/TTL≦0.21 (15)
【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、前記第5レンズの物体側面の曲率半径をR9、前記第5レンズの像側面の曲率半径をR10としたときに、以下の条件式(16)と(17)を満たす。
―0.66≦f5/f≦―0.55 (16)
1.56≦(R9+R10)/(R9―R10)≦1.79 (17)
【0014】
好ましくは、前記撮像光学レンズの画角をFOVとしたときに、以下の条件式(18)を満たす。
FOV≧75.00° (18)
【0015】
好ましくは、前記第1レンズの物体側面の半径は、0.85mm以下である。
【発明の効果】
【0016】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。本発明が提供する撮像光学レンズは、良好な光学性能を有すると同時に、広角化、極薄化の設計要求を満たし、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。
【0017】
本発明の実施形態の技術案をより明確に説明するために、以下に実施形態に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、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る。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
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像面湾曲及び歪曲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軸上色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像面湾曲及び歪曲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軸上色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像面湾曲及び歪曲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軸上色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像面湾曲及び歪曲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軸上色収差を示す模式図である。
【
図17】本発明の比較例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像面湾曲及び歪曲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軸上色収差を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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、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。
【0020】
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施例は、撮像光学レンズ10を提供する。当該撮像光学レンズ10は、合計で5枚のレンズによって構成される。具体的には、前記撮像光学レンズ10は、像側から物体側へ順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4及び第5レンズL5を備える。
【0021】
本実施形態では、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。レンズの材料を合理的に配置することにより、レンズが良好な光学性能を有する。
【0022】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1として定義し、且つ条件式1.10≦f1/f≦1.60を満たすことにより、第1レンズL1と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式で規定される範囲内において、システムの球面収差と像面湾曲量とを効果的にバランスさせることができる。
【0023】
本実施形態において、第2レンズL2の軸上厚みをd3、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として定義し、且つ1.50≦d3/d4≦3.50を満たすことにより、第2レンズL2の軸上厚みの第2レンズと第3レンズL3との間の空気間隔に対する比を規定し、条件式で規定される範囲内において、光学システムの全長の短縮に寄与し、極薄化の効果を奏することができる。好ましくは、1.85≦d3/d4≦2.63を満たす。
【0024】
本実施形態において、第2レンズL2の物体側面の曲率半径をR3、第2レンズL2の像側面の曲率半径をR4として定義し、且つ条件式1.00≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.80を満たすことにより、第2レンズL2の形状を規定し、条件式で規定される範囲内で、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に補正することができる。好ましくは、1.02≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.40を満たす。
【0025】
本実施形態において、第4レンズL4の物体側面の曲率半径をR7、第4レンズL4の像側面の曲率半径をR8として定義し、且つ条件式―8.00≦R7/R8≦―4.00を満たすことにより、第4レンズL4の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、撮像光学レンズ10の非点収差と歪曲収差の補正に寄与し、歪曲収差|Distortion|≦2.5%となり、ケラレ発生の可能性を低減させる。好ましくは、―5.71≦R7/R8≦―3.99を満たす。
【0026】
本実施形態において、第2レンズL2の焦点距離をf2として定義し、且つ条件式―4.50≦f2/f≦―1.40を満たすことにより、第2レンズL2の焦点距離と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内において、システムの球面収差と像面湾曲量とを効果的にバランスさせることができる。好ましくは、―2.45≦f2/f≦―1.48を満たす。
【0027】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の光学全長をTTL、第5レンズL5の軸上厚みをd9として定義し、且つ条件式6.00≦TTL/d9≦20.00を満たすことにより、撮像光学レンズ10の光学長と第5レンズL5の軸上厚みとの比を規定し、システムが各レンズの厚みを適切に割り当て、屈折力をさらに適切に割り当てることに寄与する。好ましくは、10.61≦TTL/d9≦11.83を満たす。
【0028】
本実施形態では、第1レンズL1は、正の屈折力を有し、第1レンズL1は、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。他の選択可能な実施形態では、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く、第1レンズL1は、負の屈折力を有してもよい。
【0029】
本実施形態において、第1レンズL1の物体側面の曲率半径をR1、第1レンズL1の像側面の曲率半径をR2として定義し、且つ条件式―2.42≦(R1+R2)/(R1―R2)≦―1.97を満たすことにより、第1レンズL1の形状を規定し、条件式で規定される範囲内で、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に補正することができる。
【0030】
本実施形態において、第1レンズの軸上厚みをd1として定義し、且つ条件式0.06≦d1/TTL≦0.11を満たすことにより、撮像光学レンズ10の光学長と第1レンズL1の軸上厚みとの比を規定し、システムが各レンズの厚みを適切に割り当て、屈折力をさらに適切に割り当てることに寄与する。
【0031】
本実施形態において、第2レンズL2は、負の屈折力を有し、第2レンズL2は、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。他の選択可能な実施形態では、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く、第2レンズL2は、正の屈折力を有してもよい。
【0032】
本実施形態において、第2レンズL2の軸上厚みをd3として定義し、且つ条件式0.03≦d3/TTL≦0.06を満たすことにより、撮像光学レンズ10の光学長と第2レンズL2の軸上厚みとの比を規定し、システムが各レンズの厚みを適切に割り当て、屈折力をさらに適切に割り当てることに寄与する。
【0033】
本実施形態では、前記第3レンズL3は、負の屈折力を有し、第3レンズL3は、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。他の選択可能な実施形態では、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く、第3レンズL3は、正の屈折力を有してもよい。
【0034】
本実施形態において、第3レンズL3の焦点距離をf3として定義し、且つ条件式―109.81≦f3/f≦77.62を満たすことにより、第3レンズL3の焦点距離と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内において、システムの球面収差と像面湾曲量とを効果的にバランスさせることができる。
【0035】
本実施形態において、第3レンズL3の物体側面の曲率半径をR5、第3レンズL3の像側面の曲率半径をR6として定義し、且つ条件式―29.33≦(R5+R6)/(R5―R6)≦25.94を満たすことにより、第3レンズL3の形状を規定し、条件式で規定される範囲内で、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に補正することができる。
【0036】
本実施形態において、第3レンズL3の軸上厚みをd5として定義し、且つ条件式0.10≦d5/TTL≦0.13を満たすことにより、撮像光学レンズ10の光学長と第3レンズL3の軸上厚みとの比を規定し、システムが各レンズの厚みを適切に割り当て、屈折力をさらに適切に割り当てることに寄与する。
【0037】
本実施形態では、第4レンズL4は、正の屈折力を有し、第4レンズL4は、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。他の選択可能な実施形態では、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く、第4レンズL4は、負の屈折力を有してもよい。
【0038】
本実施形態において、第4レンズL4の焦点距離をf4として定義し、且つ条件式0.52≦f4/f≦0.63を満たすことにより、第4レンズL4の焦点距離と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内において、システムの球面収差と像面湾曲量とを効果的にバランスさせることができる。
【0039】
本実施形態において、第4レンズL4の物体側の曲率半径をR7、前記第4レンズの像側面の曲率半径をR8として定義し、且つ条件式0.60≦(R7+R8)/(R7―R8)≦0.71を満たすことにより、第4レンズL4の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に補正することができる。
【0040】
本実施形態において、第4レンズL4の軸上厚みをd7として定義し、且つ条件式0.15≦d7/TTL≦0.21を満たすことにより、撮像光学レンズ10の光学長と第4レンズL4の軸上厚みとの比を規定し、システムが各レンズの厚みを適切に割り当て、屈折力をさらに適切に割り当てることに寄与する。
【0041】
本実施形態では、前記第5レンズL5は、負の屈折力を有し、第5レンズL5は、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。他の選択可能な実施形態では、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L5は正の屈折力を有してもよい。
【0042】
本実施形態において、第5レンズL5の焦点距離をf5として定義し、且つ条件式―0.66≦f5/f≦―0.55を満たすことにより、第5レンズL5の焦点距離と撮像光学レンズ10の焦点距離fとの比を規定し、条件式の範囲内において、システムの球面収差と像面湾曲量とを効果的にバランスさせることができる。
【0043】
本実施形態において、第5レンズL5の物体側面の曲率半径をR9、第5レンズL5の像側面の曲率半径をR10として定義し、且つ条件式1.56≦(R9+R10)/(R9―R10)≦1.79を満たすことにより、第5レンズL5の形状を規定し、条件式で規定される範囲内で、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に補正することができる。
【0044】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の画角をFOVとして定義し、且つ条件式FOV≧75.00°を満たすと、広い画角は、より良いユーザ体験をもたらす。
【0045】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の絞り値をFNOとして定義し、且つ条件式FNO≦2.27を満たすと、大口径を実現し、撮像光学レンズ10の結像性能が良い。好ましくは、FNO≦2.20を満たす。
【0046】
本実施形態において、第1レンズL1の物体側面の半径をSDとして定義し、SD≦0.85mmであり、小ヘッダの実現に有利であり、極薄化の効果を達成することができる。
【0047】
本実施形態において、第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離をf12として定義し、且つ条件式2.37≦f12/f≦3.31を満たす。条件式の範囲内において、撮像光学レンズ10の収差と歪曲をなくすことができ、且つ撮像光学レンズ10のバックフォーカスを抑え、映像レンズ系群の小型化を維持することができる。
【0048】
上記関係を満たす場合、撮像光学レンズ10は、良好な光学性能を有すると同時に、広角化、極薄化の設計要求を満たし、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。
【0049】
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を以下に示す。焦点距離、軸上距離、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は、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、単位は、mmである。
【0051】
絞り値FNOとは、撮像光学レンズ10の有効焦点距離と入射瞳径との比を指すものである。
【0052】
なお、各レンズの物体側面及び像側面のうちの少なくとも一方には、高品質の結像需要を満たすように、変曲点及び/又は停留点が設置されてもよい。
【0053】
表1、表2は、
図1に示される撮像光学レンズ10の設計データを示す。
【0054】
【0055】
上記表における各符号の意味は、以下の通りである。
S1:絞り
R:光学面中心における曲率半径
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:光学フィルタGFの物体側面の曲率半径
R12:光学フィルタGFの像側面の曲率半径
d:レンズの軸上厚み、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
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。
【0056】
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。
【0057】
【0058】
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。
【0059】
y=(x2/R)/[1+{1―(k+1)(x2R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (19)
但し、xは、非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、yは、非球面深さ(非球面において光軸からxだけ離れた点と、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】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(19)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(19)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0061】
表3、表4は、本実施例に係る撮像光学レンズ10における各レンズの変曲点以及び停留点の設計データを示す。ただし、P1R1、P1R2は、それぞれ第1レンズL1の物体側面と像側面を表し、P2R1、P2R2は、それぞれ第2レンズL2の物体側面と像側面を表し、P3R1、P3R2は、それぞれ第3レンズL3の物体側面と像側面を表し、P4R1、P4R2は、それぞれ第4レンズL4の物体側面と像側面を表し、P5R1、P5R2は、それぞれ第5レンズL5の物体側面と像側面を表す。「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。
【0062】
【0063】
【0064】
図2は、波長546nmの光が撮像光学レンズ10を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
図2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。
図3、
図4は、それぞれ波長656nm、587nm、546nm、486nm、435nmの光が撮像光学レンズ10を通った後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【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】
本実施形態では、撮像光学レンズ10の入射瞳径ENPDは、1.263mmであり、全視野像高IHは、2.626mmであり、対角線方向の画角FOVは、85.00°であり、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たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0067】
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態における撮像光学レンズ20の構成を示す模式図であり、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、ここでは同じ部分について繰り返し説明しない。
【0068】
第2実施形態において、第3レンズL3は、正の屈折力を有する。
【0069】
表5、表6は、
図5に示される撮像光学レンズ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、本実施例に係る撮像光学レンズ20における各レンズの変曲点以及び停留点の設計データを示す。
【0074】
【0075】
【0076】
図6は、波長546nmの光が撮像光学レンズ20を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
図6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。
図7、
図8は、それぞれ波長656nm、587nm、546nm、486nm、435nmの光が撮像光学レンズ20を通った後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0077】
表21に示すように、第2実施形態は、各条件式を満足する。
【0078】
本実施形態では、撮像光学レンズ20の入射瞳径ENPDは、1.490mmであり、全視野像高IHは、2.626mmであり、対角線方向の画角FOVは、75.66°であり、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たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0079】
(第3実施形態)
図9は、第3実施形態における撮像光学レンズ30の構成を示す模式図であり、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、ここでは同じ部分について繰り返し説明しない。
【0080】
第3実施形態において、第3レンズL3は、正の屈折力を有する。
【0081】
表9、表10は、
図9に示される撮像光学レンズ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、本実施例に係る撮像光学レンズ30における各レンズの変曲点以及び停留点の設計データを示す。
【0086】
【0087】
【0088】
図10は、波長546nmの光が撮像光学レンズ30を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
図10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。
図11、
図12は、それぞれ波長656nm、587nm、546nm、486nm、435nmの光が撮像光学レンズ30を通った後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0089】
表21に示すように、第3実施形態は、各条件式を満たす。
【0090】
本実施形態では、撮像光学レンズ30の入射瞳径ENPDは、1.208mmであり、全視野像高IHは、2.626mmであり、対角線方向の画角FOVは、87.63°であり、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たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0091】
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態における撮像光学レンズ40の構成を示す模式図であり、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、ここでは同じ部分について繰り返し説明しない。
【0092】
第4実施形態において、第3レンズL3は、正の屈折力を有する。
【0093】
表13、表14は、
図13に示される撮像光学レンズ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、本実施例に係る撮像光学レンズ40における各レンズの変曲点以及び停留点の設計データを示す。
【0098】
【0099】
【0100】
図14は、波長546nmの光が撮像光学レンズ40を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
図14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。
図15、
図16は、それぞれ波長656nm、587nm、546nm、486nm、435nmの光が撮像光学レンズ40を通った後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0101】
表21に示すように、第4実施形態は、各条件式を満たす。
【0102】
本実施形態では、撮像光学レンズ40の入射瞳径ENPDは、1.170mmであり、全視野像高IHは、2.626mmであり、対角線方向の画角FOVは、89.49°であり、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たし、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、優れた光学特性を有する。
【0103】
(比較例)
図17は、比較例における撮像光学レンズ50の構造を示す模式図であり、符号の意味も第1実施形態と同様であるため、ここでは同じ部分について繰り返し説明しない。
【0104】
比較例において、第3レンズL3は、正の屈折力を有する。
【0105】
表17、表18は、
図17に示される撮像光学レンズ50の設計データを示す。
【0106】
【0107】
表18は、本発明の比較例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、本実施例に係る撮像光学レンズ50における各レンズの変曲点以及び停留点の設計データを示す。
【0110】
【0111】
【0112】
図18は、波長546nmの光が撮像光学レンズ50を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図である。
図18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。
図19、
図20は、それぞれ波長656nm、587nm、546nm、486nm、435nmの光が撮像光学レンズ50を通った後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0113】
本比較例では、撮像光学レンズ50の入射瞳径ENPDは、1.592mmであり、全視野の像高IHは、2.626mmであり、対角線方向の画角FOVは、67.86°である。
【0114】
表21は、実施形態1~4および比較例における各種の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す。明らかに、比較例の撮像光学レンズ50は、上記の条件式1.10≦f1/f≦1.60を満たさない。撮像光学レンズ50は、大口径、極薄化、広角化を有効的に持ち兼ねることができず、光学性能が十分に優れない。
【0115】
【0116】
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、光学レンズの技術分野に関し、撮像光学レンズを提供する。
【解決手段】当該撮像光学レンズは、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レンズ及び第5レンズによって構成され、撮像光学レンズの焦点距離をf、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、第2レンズの像側面から第3レンズの物体側面までの軸上距離をd4、第2レンズの物体側面の曲率半径をR3、第2レンズの像側面の曲率半径をR4、第4レンズの物体側面の曲率半径をR7、第4レンズの像側面の曲率半径をR8としたときに、条件式1.10≦f1/f≦1.60、1.50≦d3/d4≦3.50、―8.00≦R7/R8≦―4.00、1.00≦(R3+R4)/(R3―R4)≦1.80を満たす。本発明に係る撮像光学レンズは、大口径、広角化及び極薄化等の良好な光学性能を有する。
【選択図】
図1