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▶ 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の特許一覧

(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】2024-12-11
(45)【発行日】2024-12-19
(54)【発明の名称】撮像光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20241212BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20241212BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2024000012
(22)【出願日】2024-01-03
【審査請求日】2024-01-03
(31)【優先権主張番号】202311210779.5
(32)【優先日】2023-09-19
(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
【弁理士】
【氏名又は名称】西内 盛二
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼ ▲ティン▼▲ティン▼
(72)【発明者】
【氏名】周 ▲順▼▲達▼
【審査官】森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-212467(JP,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レンズとによって構成され、
前記撮像光学レンズの焦点距離をfとし、前記第1レンズの焦点距離をf1、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、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、前記撮像光学レンズの画角をFOV、前記撮像光学レンズの全視野像高をIH、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、前記第1レンズの屈折率をn1、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としたときに、以下の条件式(1)~(5)及び(7)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
0.80≦f1/f≦1.60 (1)
0.14≦d2/TTL≦0.22 (2)
100.00≦(FOV×f)/IH≦115.00 (3)
1.40≦R5/R6≦4.00 (4)
1.70≦n1≦2.10 (5)
1.50≦R3/R4≦5.00 (7)
【請求項2】
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レンズとによって構成され、
前記撮像光学レンズの焦点距離をfとし、前記第1レンズの焦点距離をf1、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、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、前記撮像光学レンズの画角をFOV、前記撮像光学レンズの全視野像高をIH、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、前記第1レンズの屈折率をn1、前記第3レンズの焦点距離をf3としたときに、以下の条件式(1)~(5)及び(8)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
0.80≦f1/f≦1.60 (1)
0.14≦d2/TTL≦0.22 (2)
100.00≦(FOV×f)/IH≦115.00 (3)
1.40≦R5/R6≦4.00 (4)
1.70≦n1≦2.10 (5)
-1.20≦f3/f≦-0.60 (8)
【請求項3】
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又は2に記載の撮像光学レンズ。
1.50≦f2/d3≦4.00 (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、前記第1レンズの軸上厚みをd1としたときに、以下の条件式(9)~(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。
-126.25≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.80 (9)
0.08≦d1/TTL≦0.45 (10)
【請求項5】
前記第2レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、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、前記第2レンズの軸上厚みをd3、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。
0.23≦f2/f≦1.61 (11)
0.75≦(R3+R4)/(R3-R4)≦7.43 (12)
0.09≦d3/TTL≦0.36 (13)
【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、第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(14)~(15)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。
0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.91 (14)
0.02≦d5/TTL≦0.12 (15)
【請求項7】
前記第1レンズと前記第2レンズとの合成焦点距離をf12としたときに、以下の条件式(16)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。
0.31≦f12/f≦1.18 (16)
【請求項8】
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(17)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≦3.47 (17)
【請求項9】
前記第1レンズは、ガラス材質であり、前記第2レンズ及び前記第3レンズは、プラスチック材質である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。
【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、車載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】
近年、自動車業界の急速な発展に伴い、運転者監視システムによって運転者の身分識別、運転者疲労運転及び危険行為に対する検出需要がますます高まり、運転者監視システムは、主に車載撮像光学レンズによって実現され、検出精度を向上させるために、良好な結像品質及び低い感度を有する撮像光学レンズは、現在の市場の主流となっている。
【0003】
優れた結像品質を取得し、技術の発展及びユーザの多様化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、3枚式レンズ構造が徐々にレンズの設計に現れており、通常の3枚式レンズは既に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、レンズ構造が運転者監視システムの応用において、良好な光学性能を有しても、低い感度及び遠距離結像の設計要求を同時に満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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、低い感度を有し且つ中遠距離結像を実現でき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】
【0005】
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し、前記撮像光学レンズは、物体側から像側へ順に、第1レンズと、第2レンズと、第3レンズとによって構成され、
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、前記撮像光学レンズの光学長をTTL、前記撮像光学レンズの画角をFOV、前記撮像光学レンズの全視野像高をIH、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、前記第1レンズの屈折率をn1としたときに、以下の条件式(1)~(5)を満たす。
0.80≦f1/f≦1.60 (1)
0.14≦d2/TTL≦0.22 (2)
100.00≦(FOV×f)/IH≦115.00 (3)
1.40≦R5/R6≦4.00 (4)
1.70≦n1≦2.10 (5)
【0006】
好ましくは、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としたときに、以下の条件式(6)を満たす。
1.50≦f2/d3≦4.00 (6)
【0007】
好ましくは、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としたときに、以下の条件式(7)を満たす。
1.50≦R3/R4≦5.00 (7)
【0008】
好ましくは、前記第3レンズの焦点距離をf3としたときに、以下の条件式(8)を満たす。
-1.20≦f3/f≦-0.60 (8)
【0009】
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、前記第1レンズの軸上厚みをd1としたときに、以下の条件式(9)~(10)を満たす。
-126.25≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.80 (9)
0.08≦d1/TTL≦0.45 (10)
【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、近軸において凹面であり、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、前記第2レンズの軸上厚みをd3、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としたときに、以下の条件式(11)~(13)を満たす。
0.23≦f2/f≦1.61 (11)
0.75≦(R3+R4)/(R3-R4)≦7.43 (12)
0.09≦d3/TTL≦0.36 (13)
【0011】
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、
第3レンズの軸上厚みをd5としたときに、以下の条件式(14)~(15)を満たす。
0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.91 (14)
0.02≦d5/TTL≦0.12 (15)
【0012】
好ましくは、前記第1レンズと前記第2レンズとの合成焦点距離をf12としたときに、以下の条件式(16)を満たす。
0.31≦f12/f≦1.18 (16)
【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(17)を満たす。
FNO≦3.47 (17)
【0014】
好ましくは、前記第1レンズは、ガラス材質であり、前記第2レンズ及び前記第3レンズは、プラスチック材質である。
【発明の効果】
【0015】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。すなわち、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ともに、低い感度を有しかつ中遠距離結像を実現でき、特に運転者監視システムの車載撮像光学レンズに適用されることである。
【図面の簡単な説明】
【0016】
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。
図21】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22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】
【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、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。
【0018】
(第1実施形態)
図1~4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3枚のレンズを備える。具体的には、当該撮像光学レンズ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とによって構成される。第3レンズL3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。当該本実施形態において、第3レンズL3と像面Siとの間には、それぞれ第1光学フィルタGF1及び第2光学フィルタGF2である2つの光学フィルタ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、前記第2レンズL2は、プラスチック材質であり、前記第3レンズL3は、プラスチック材質である。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ようにする。そして、第1レンズL1の屈折率をn1としたときに、条件式1.70≦n1≦2.10を満たし、第1レンズL1として高屈折率のガラス材質を用いることにより、先端口径の低減及び結像品質の向上に有利である。
【0020】
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としたときに、条件式0.80≦f1/f≦1.60を満たし、これによって第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、条件式で規定される範囲内において、撮像光学レンズ10の光焦点距離を適切に配分することにより、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。
【0021】
本実施形態において、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、撮像光学レンズ10の光学長をTTLとしたときに、条件式0.14≦d2/TTL≦0.22を満たし、これによって第1レンズL1と第2レンズL2との間の空気間隔と撮像光学レンズ10の光学長との比を規定し、条件式の範囲内において、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。
【0022】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の画角をFOV、撮像光学レンズ10の全視野像高をIHとしたときに、条件式100.00≦(FOV×f)/IH≦115.00を満たし、条件式の範囲内において、画角FOVと撮像光学レンズ10の焦点距離fとを両立することができ、中遠距離結像を実現することができる。
【0023】
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としたときに、条件式1.40≦R5/R6≦4.00を満たし、これによって第3レンズL3の形状を規定し、条件式の範囲内において、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|≦5%とし、ケラレの発生の可能性を低減させることができる。
【0024】
本実施形態において、第2レンズL2の焦点距離をf2、第2レンズL2の軸上厚みをd3としたときに、条件式1.50≦f2/d3≦4.00を満たし、条件式の範囲内において、大画角光線の入射角度の変化を緩衝し、光学結像レンズ群をスムーズに伝播させるとともに、第2レンズL2の屈折力強度を維持して、色収差を改善し、結像品質を向上させ、色収差|LC|≦1.0μmとする。
【0025】
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としたときに、条件式1.50≦R3/R4≦5.00を満たし、これによって第2レンズL2の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通過する偏向度合いを緩和することに有利であり、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。
【0026】
本実施形態において、第3レンズL3の焦点距離をf3としたときに、条件式-1.20≦f3/f≦-0.60を満たし、これによって第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、条件式の範囲内において、撮像光学レンズ10の光焦点距離を適切に配分することにより、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。
【0027】
本実施形態において、第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第1レンズL1の物体側面は、近軸において凸面であり、第1レンズL1の像側面は、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。
【0028】
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としたときに、条件式-126.25≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.80を満たし、これによって第1レンズL1の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通過する偏向度合いを緩和することに有利であり、収差を効果的に低減することができ、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、-78.91≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-2.25を満たす。
【0029】
本実施形態において、第1レンズL1の軸上厚みをd1としたときに、条件式0.08≦d1/TTL≦0.45を満たし、条件式の範囲内において、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、0.13≦d1/TTL≦0.36を満たす。
【0030】
本実施形態において、第2レンズL2は、正の屈折力を有する。第2レンズL2の物体側面は、近軸において凹面であり、第2レンズL2の像側面は、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、負の屈折力を有してもよい。
【0031】
本実施形態において、第2レンズL2の焦点距離をf2としたときに、条件式0.23≦f2/f≦1.61を満たし、これによって第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fとの比を規定し、条件式の範囲内において、撮像光学レンズ10の光焦点距離を適切に配分することにより、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、0.36≦f2/f≦1.29を満たす。
【0032】
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としたときに、条件式0.75≦(R3+R4)/(R3-R4)≦7.43を満たし、これによって第2レンズL2の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通過する偏向度合いを緩和することに有利であり、収差を効果的に低減でき、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、1.20≦(R3+R4)/(R3-R4)≦5.94を満たす。
【0033】
本実施形態において、第2レンズL2の軸上厚みをd3としたときに、条件式0.09≦d3/TTL≦0.36を満たし、条件式の範囲内において、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、0.14≦d3/TTL≦0.29を満たす。
【0034】
本実施形態において、第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第3レンズL3の物体側面は、近軸において凸面であり、第3レンズL3の像側面は、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。
【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としたときに、条件式0.83≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.91を満たし、これによって第3レンズL3の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通過する偏向度合いを緩和することに有利であり、収差を効果的に低減でき、撮像光学レンズ10が良好な結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、1.33≦(R5+R6)/(R5-R6)≦7.13を満たす。
【0036】
本実施形態において、第3レンズL3の軸上厚みをd5としたときに、条件式0.02≦d5/TTL≦0.12を満たし、条件式の範囲内において、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、0.02≦d5/TTL≦0.10を満たす。
【0037】
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としたときに、条件式0.31≦f12/f≦1.18を満たし、条件式の範囲内において、撮像光学レンズ10の収差と歪曲を除去することができ、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。好ましくは、0.50≦f12/f≦0.95を満たす。
【0038】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の絞り値をFNOとしたときに、条件式FNO≦3.47を満たすことにより、大口径であり、結像性能が良好である。好ましくは、FNO≦3.41を満たす。
【0039】
上記関係を満たす場合、撮像光学レンズ10に良好な光学性能をを持たせるとともに、低い感度を有しかつ中遠距離結像を実現することができる。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、特に運転者監視システムの車載撮像光学レンズ10に適用され、且つ動作帯域は、近赤外波長帯域である。
【0040】
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。各実施例に記載された記号は、以下に示す通りである。焦点距離、軸上距離、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。
【0041】
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、単位がmmである。
【0042】
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ために、変曲点及び/又は停留点が設置されてもよい。具体的な実施形態について、以下に説明する。
【0043】
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。
【0044】
【表1】
【0045】
各記号の意味は、下記の通りである。
S1:絞り
R:光学面中心での曲率半径
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:光学フィルタGF1の物体側面の曲率半径
R8:光学フィルタGF1の像側面の曲率半径
R9:光学フィルタGF2の物体側面の曲率半径
R10:光学フィルタGF2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の像側面から光学フィルタGF1の物体側面までの軸上距離
d7:光学フィルタGF1の軸上厚み
d8:光学フィルタGF1の像側面から光学フィルタGF2の物体側面までの軸上距離
d9:光学フィルタGF2の軸上厚み
d10: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
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
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
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
【0046】
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。
【0047】
【表2】
【0048】
但し、kは円錐係数であり、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30は非球面係数である。
【0049】
y=(x/R)/[1+{1-(k+1)(x)}1/2]+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20+A22x22+A24x24+A26x26+A28x28+A30x30 (18)
【0050】
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の両者間の垂直距離)である。
【0051】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(18)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(18)の非球面多項式に限定されるものではない。
【0052】
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。
【0053】
【表3】
【0054】
【表4】
【0055】
図2は、波長940nmの光が撮像光学レンズ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960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ10を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0056】
表25に示すように、第1実施形態は、各条件式を満たす。
【0057】
本実施形態において、撮像光学レンズ10の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、56.12°であり、これにより、撮像光学レンズ10は、低い感度、中遠距離結像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。
【0058】
(第2実施の形態)
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の繰り返しの説明が省略する。
【0059】
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。
【0060】
【表5】
【0061】
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。
【0062】
【表6】
【0063】
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及び停留点の設計データを示す。
【0064】
【表7】
【0065】
【表8】
【0066】
図6は、波長940nmの光が撮像光学レンズ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960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ20を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0067】
表25に示すように、第2実施形態は、各条件式を満たす。
【0068】
本実施形態において、撮像光学レンズ20の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、43.71°であり、これにより、撮像光学レンズ20は、低い感度、中遠距離結像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。
【0069】
(第3実施の形態)
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の繰り返しの説明が省略する。
【0070】
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。
【0071】
【表9】
【0072】
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。
【0073】
【表10】
【0074】
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及び停留点の設計データを示す。
【0075】
【表11】
【0076】
【表12】
【0077】
図10は、波長940nmの光が撮像光学レンズ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960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ30を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0078】
表25に示すように、第3実施形態は、各条件式を満たす。
【0079】
本実施形態において、撮像光学レンズ30の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、46.29°であり、これにより、撮像光学レンズ30は、低い感度、中遠距離結像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。
【0080】
(第4実施の形態)
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の繰り返しの説明が省略する。
【0081】
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。
【0082】
【表13】
【0083】
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。
【0084】
【表14】
【0085】
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及び停留点の設計データを示す。
【0086】
【表15】
【0087】
【表16】
【0088】
図14は、波長940nmの光が撮像光学レンズ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960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ40を通過し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25に示すように、第4実施形態は、各条件式を満たす。
【0090】
本実施形態において、撮像光学レンズ40の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、36.22°であり、これにより、撮像光学レンズ40は、低い感度、中遠距離結像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。
【0091】
(第5実施の形態)
図17は、第5実施形態における撮像光学レンズ50の構成を示す模式図であり、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、ここでは同じ部分についての繰り返しの説明が省略する。
【0092】
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。
【0093】
【表17】
【0094】
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。
【0095】
【表18】
【0096】
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及び停留点の設計データを示す。
【0097】
【表19】
【0098】
【表20】
【0099】
図18は、波長940nmの光が撮像光学レンズ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960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ50を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0100】
表25に示すように、第5実施形態は、各条件式を満たす。
【0101】
本実施形態において、撮像光学レンズ50の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、55.08°であり、これにより、撮像光学レンズ50は、低い感度、中遠距離結像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。
【0102】
(比較例)
図21は、比較例における撮像光学レンズ60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の繰り返しの説明が省略する。
【0103】
表21、表22は、図21に示される撮像光学レンズ60の設計データを示す。
【0104】
【表21】
【0105】
表22は、本発明の比較例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。
【0106】
【表22】
【0107】
表23、表24は、本比較例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。
【0108】
【表23】
【0109】
【表24】
【0110】
図22は、波長940nmの光が撮像光学レンズ60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る。図22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23図24は、それぞれ波長960nm、940nm及び920nmの光が撮像光学レンズ60を通過した後の倍率色収差及び軸上色収差を示す模式図である。
【0111】
本比較例では、撮像光学レンズ60の入射瞳径ENPDは、2.123mmであり、全視野像高IHは、2.264mmであり、対角線方向の画角FOVは、41.11°である。
【0112】
表25に、実施形態1~5及び比較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。明らかに、比較例の撮像光学レンズ60は、上記条件式0.80≦f1/f≦1.60を満たさない。撮像光学レンズ60は、低い感度と中遠距離結像を効果的に両立できず、光学性能が十分に優れない。
【0113】
【表25】
【0114】
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、撮像光学レンズを開示する。
【解決手段】撮像光学レンズは、物体側から像側へ順に、第1レンズと、第2レンズと、第3レンズとによって構成され、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、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、撮像光学レンズの光学長をTTL、撮像光学レンズの画角をFOV、撮像光学レンズの全視野像高をIH、第3レンズの物体側面の曲率半径をR5、第3レンズの像側面の曲率半径をR6、第1レンズの屈折率をn1としたときに、条件式0.80≦f1/f≦1.60、0.14≦d2/TTL≦0.22、100.00≦(FOV×f)/H≦115.00、1.40≦R5/R6≦4.00、1.70≦n1≦2.10を満たす。本発明の撮像光学レンズは、良好な光学性能を有するとともに、低い感度を有しかつ中遠距離結像を実現できる。
【選択図】図1

図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
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図16
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図19
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