JP2017116913A - 撮影光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】結像が鮮明な７枚のレンズの群を有する撮影光学系を提供する。【解決手段】第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０を物体側から像側へ順次に備え、第１のレンズは、負の焦点パワーを有し、物体側の面が凸面であり、第７のレンズは、負の焦点パワーを有するとともに、−１.５＜f１／f＜−０.５、１.０＜f２／f＜２.５、０.５＜f３／f＜１.５、−２.５＜f４／f＜−０.５、−１０＜f５／f＜−２、０.２＜f６／f＜１.２、−２.５＜f７／f＜−０.４という条件式を満足する。ただし、f：撮影光学系全体の焦点距離、ｆｉ：第ｉレンズの焦点距離。【選択図】図１
Description
本発明は、撮影光学系に関わり、具体的には携帯電子機器に用いる撮影光学系に関わるものである。
近年、小型化撮影レンズの盛んな発展につれて、微型像取りモジュールに対する需要がますます増えていく。ところで、一般的な撮影レンズの感光素子は、感光性結合素子又は相補性金属酸化物導体素子の二種類にほかならない。半導体製造テクノロジーの向上につれて、感光素子の画素サイズがさらに縮小され、さらに今の電子製品は機能よく且つ軽薄短小化する傾向があるため、優れた画像形成品質を有する小型化撮影レンズは、現在まさに市場の主流になる。
感光素子を用いる撮影レンズでは、画像の解像度が高ければ高いほど、画素サイズが小さくなるので、それに応えて、レンズは、高解像度と優れた光学性能を有するなどの要求を満足する必要がある。例えば、レンズの広角化の実現、レンズの感度の実現、及びレンズの敏感度の低下など。従来の７枚のレンズの群の撮影レンズは、構造の制限で、球面収差などの高次収差をさらに矯正することができないため、結像の性能は制限がある。
本発明は、上記問題点を解決するために、新たな光学系構成形態を提供しており、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、携帯電子機器に適用できる、結像が鮮明な７枚のレンズの群を有する撮影光学系を設計した。
本発明は、物体側から像側へ順次に共軸になるように第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズ、第４のレンズ、第５のレンズ、第６のレンズ及び第７のレンズが設けられ、前記第１のレンズは、負の焦点パワーを有し、物体側の面が凸面であり、前記第７のレンズは、負の焦点パワーを有するとともに、下記の条件式（１）〜（７）を満足する撮影光学系を提供している。
−１.５＜f１／f＜−０.５ （１）
１.０＜f２／f＜２.５ （２）
０.５＜f３／f＜１.５ （３）
−２.５＜f４／f＜−０.５ （４）
−１０＜f５／f＜−２ （５）
０.２＜f６／f＜１.２ （６）
−２.５＜f７／f＜−０.４ （７）
ただし、f１：第１のレンズの焦点距離、f２：第２のレンズの焦点距離、f３：第３のレンズの焦点距離、f４：第４のレンズの焦点距離、f５：第５のレンズの焦点距離、f６：第６のレンズの焦点距離、f７：第７のレンズの焦点距離、f：撮影光学系の全体の系焦点距離。
−１.５＜f１／f＜−０.５ （１）
１.０＜f２／f＜２.５ （２）
０.５＜f３／f＜１.５ （３）
−２.５＜f４／f＜−０.５ （４）
−１０＜f５／f＜−２ （５）
０.２＜f６／f＜１.２ （６）
−２.５＜f７／f＜−０.４ （７）
ただし、f１：第１のレンズの焦点距離、f２：第２のレンズの焦点距離、f３：第３のレンズの焦点距離、f４：第４のレンズの焦点距離、f５：第５のレンズの焦点距離、f６：第６のレンズの焦点距離、f７：第７のレンズの焦点距離、f：撮影光学系の全体の系焦点距離。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、さらに下記の条件式を満足する。
−５ｍｍ＜f１＜−１ｍｍ、１.５０＜ｎ１＜１.５５、４０＜ｖ１＜６０、
２ｍｍ＜f２＜６ｍｍ、１.５０＜ｎ２＜１.５５、４０＜ｖ２＜６０、
２ｍｍ＜f３＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ３＜１.５５、４０＜ｖ３＜６０、
−１０ｍｍ＜f４＜−２ｍｍ、１.６０＜ｎ４＜１.７０、１５＜ｖ４＜３０、
−３０ｍｍ＜f５＜−１０ｍｍ、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１５＜ｖ５＜３０、
１ｍｍ＜f６＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ６＜１.５５、４０＜ｖ６＜６０、
−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍ、１.５０＜ｎ７＜１.５５、４０＜ｖ７＜６０、
ただし、
f１：第１のレンズの焦点距離、ｎ１：第１のレンズの屈折率、ｖ１：第１のレンズのアッベ数、
f２：第２のレンズの焦点距離、ｎ２：第２のレンズの屈折率、ｖ２：第２のレンズのアッベ数、
f３：第３のレンズの焦点距離、ｎ３：第３のレンズの屈折率、ｖ３：第３のレンズのアッベ数、
f４：第４のレンズの焦点距離、ｎ４：第４のレンズの屈折率、ｖ４：第４のレンズのアッベ数、
f５：第５のレンズの焦点距離、ｎ５：第５のレンズの屈折率、ｖ５：第５のレンズのアッベ数、
f６：第６のレンズの焦点距離、ｎ６：第６のレンズの屈折率、ｖ６：第６のレンズのアッベ数、
f７：第７のレンズの焦点距離、ｎ７：第７のレンズの屈折率、ｖ７：第７のレンズのアッベ数。
−５ｍｍ＜f１＜−１ｍｍ、１.５０＜ｎ１＜１.５５、４０＜ｖ１＜６０、
２ｍｍ＜f２＜６ｍｍ、１.５０＜ｎ２＜１.５５、４０＜ｖ２＜６０、
２ｍｍ＜f３＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ３＜１.５５、４０＜ｖ３＜６０、
−１０ｍｍ＜f４＜−２ｍｍ、１.６０＜ｎ４＜１.７０、１５＜ｖ４＜３０、
−３０ｍｍ＜f５＜−１０ｍｍ、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１５＜ｖ５＜３０、
１ｍｍ＜f６＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ６＜１.５５、４０＜ｖ６＜６０、
−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍ、１.５０＜ｎ７＜１.５５、４０＜ｖ７＜６０、
ただし、
f１：第１のレンズの焦点距離、ｎ１：第１のレンズの屈折率、ｖ１：第１のレンズのアッベ数、
f２：第２のレンズの焦点距離、ｎ２：第２のレンズの屈折率、ｖ２：第２のレンズのアッベ数、
f３：第３のレンズの焦点距離、ｎ３：第３のレンズの屈折率、ｖ３：第３のレンズのアッベ数、
f４：第４のレンズの焦点距離、ｎ４：第４のレンズの屈折率、ｖ４：第４のレンズのアッベ数、
f５：第５のレンズの焦点距離、ｎ５：第５のレンズの屈折率、ｖ５：第５のレンズのアッベ数、
f６：第６のレンズの焦点距離、ｎ６：第６のレンズの屈折率、ｖ６：第６のレンズのアッベ数、
f７：第７のレンズの焦点距離、ｎ７：第７のレンズの屈折率、ｖ７：第７のレンズのアッベ数。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第１のレンズと前記第２のレンズは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に補正できるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがなく、下記の条件式を満足する。
f１−２＞６０ｍｍ または f１−２＜−５０ｍｍ、
ただし、
f１−２：第１のレンズと第２のレンズとの組み合わせの焦点距離。
f１−２＞６０ｍｍ または f１−２＜−５０ｍｍ、
ただし、
f１−２：第１のレンズと第２のレンズとの組み合わせの焦点距離。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記撮影光学系の焦点距離と前記撮影光学系の光学全長との比は、下記の条件式を満足する。
f／ＴＴＬ＞０.６５
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離。
f／ＴＴＬ＞０.６５
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第４のレンズと前記第５のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を合理的に低減でき、第４のレンズは、１.６０＜ｎ４＜１.７０、１５＜ｖ４＜３０という関係式を満足し、第５のレンズは、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１５＜ｖ５＜３０という関係式を満足する。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第７のレンズは負レンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減でき、前記第７のレンズは−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍという条件式を満足する。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、さらに下記の条件式を満足する。
ＴＴＬ＜５.４ｍｍ
７８°＜ＦＯＶ＜８８°
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＦＯＶ：前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。
ＴＴＬ＜５.４ｍｍ
７８°＜ＦＯＶ＜８８°
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＦＯＶ：前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第４のレンズの物体側の面、前記第５のレンズの像側の面及び前記第７のレンズの物体側の面は、それぞれ一つの変曲点を有し、前記第３のレンズの像側の面、前記第６のレンズの像側の面及び前記第７のレンズの像側の面は、それぞれ二つの変曲点を有する。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第３のレンズの像側の面は、二つの停留点を有し、前記第４のレンズの物体側の面と前記第７のレンズの物体側の面及び像側の面は、それぞれ一つの停留点を有する。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第１のレンズの物体側の面及び像側の面は球面又は非球面である。
本発明に係る撮影光学系の好適な実施例において、前記第１のレンズ、前記第２のレンズ、前記第３のレンズ、前記第４のレンズ、前記第５のレンズ、前記第６のレンズ及び前記第７のレンズは、いずれもプラスチックレンズである。
本発明に係る撮影光学系は、従来技術に比べて、下記の有益な効果を有する。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大きい口径比の撮影光学系を設計しており、低照度の環境において鮮明な結像を実現できる。前記第１のレンズと前記第２のレンズとの組み合わせの焦点パワーは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に矯正できるとともに色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第４のレンズと前記第５のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第７のレンズは、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大きい口径比の撮影光学系を設計しており、低照度の環境において鮮明な結像を実現できる。前記第１のレンズと前記第２のレンズとの組み合わせの焦点パワーは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に矯正できるとともに色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第４のレンズと前記第５のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第７のレンズは、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
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、実施例の説明に必要となる図面を簡単に紹介する。下記の図面は、本発明の一部の実施例に過ぎず、創造的な労働をしない前提で、これらの図面から他の図面を得ることができるのは、当業者にとって自明である。
本発明実施例の図面を参照しながら、本発明実施例における形態をはっきりで完全に説明する。なお、説明される実施例が本発明のすべての実施例でなく、一部の実施例のみであるのは、明らかです。当業者にとって、創造的な労働をしない前提として、本発明の実施例から得られる他の実施例は、すべて本発明の技術的範囲に属する。
図１を参照してください。図１は、本発明に係る撮影光学系の一つの好適な実施例の構成を示す模式図である。前記撮影光学系１は、主に共軸になるように設けられた７枚のレンズからなり、物体の側から像の側へ順次に第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０を備え、その具体的な構造は、以下の通りです。
前記第１のレンズ１１０は、負の焦点パワーを有し、その物体側の面１１２が凸面であり、像側の面１１４が凹面である。前記第１のレンズ１１０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１１２及び像側の面１１４は、球面又は非球面であってもよい。
前記第２のレンズ１２０は、物体側の面１２２が凸面であり、像側の面１２４が凹面である。前記第２のレンズ１２０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１２２及び像側の面１２４が偶数次非球面である。
前記第３のレンズ１３０は、物体側の面１３２が凸面であり、像側の面１３４が凸面である。前記第３のレンズ１３０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１３２及び像側の面１３４が偶数次非球面であり、且つ前記第３のレンズの像側の面には、二つの変曲点及び二つの停留点が設置されている。
前記第４のレンズ１４０は、物体側の面１４２が凸面であり、像側の面１４４が凹面である。前記第４のレンズ１４０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１４２及び像側の面１４４が偶数次非球面であり、且つ前記第４のレンズの物体側の面には、一つの変曲点及び一つの停留点が設置されている。
前記第５のレンズ１５０は、物体側の面１５２が凹面であり、像側の面１５４が凸面である。前記第５のレンズ１５０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１５２及び像側の面１５４が偶数次非球面であり、且つ前記第５のレンズの像側の面には一つの変曲点が設置されている。
前記第６のレンズ１６０は、物体側の面１６２が凹面であり、像側の面１６４が凸面である。前記第６のレンズ１６０は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面１６２及び像側の面１６４が偶数次非球面であり、且つ前記第６のレンズの像側面には二つの変曲点が設置されている。
前記第７のレンズ１７０は、物体側の面１７２が凹面であり、像側の面１７４は光軸に近い位置から周辺まで凹面を凸面になる。前記第７のレンズ１７０は、プラスチック素材から製作され、前記第７のレンズ１７０の物体側の面１７２及び像側の面１７４が偶数次非球面であり、且つ前記第７のレンズ１７０の物体側の面１７２にはそれぞれ一つの変曲点及び一つの停留点が設置され、前記第７のレンズ１７０の像側の面１７４には、二つの変曲点及び一つの停留点が設置されている。
なお、物体側面が凸面であるとは、物体側の面が物体に向かて凸起する形状に形成される意味である。物体側の面が凹面であるとは、物体側の面が物体に向かて凹む形状に形成される意味である。像側の面が凸面であるとは、像側の面が像面に向かて凸起する形状に形成される意味である。像側が凹面であるとは、像側の面が像面に向かて凹む形状に形成される意味である。
前記第１のレンズ１１０と前記第２のレンズ１２０との組み合わせ焦点パワーは、焦点パワーなしに近似し、球面収差を合理的に補正できるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第４のレンズ１４０と前記第５のレンズ１５０は、屈折率が高くてアッベ数が低い光学材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第７のレンズ１７０は、負の焦点パワーレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。７枚のレンズの面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、前記撮影光学系１が低い照度において優れた結像性能を有する。
前記撮影光学系１は、絞り１００及びガラス平板１８０をさらに備え、前記絞り１００は、前記第２のレンズ１２０と前記第３のレンズ１３０との間に設けられ、光量と被写界深度を制御するものである。前記ガラス平板１８０は、前記第７のレンズ１７０における像側の面１７４が位置する側に設けられる。前記ガラス平板１８０は、光学フィルターとすることが可能で、光を濾過する機能を有し、ガラス平板１８０のタイプが実際の需要によって選択できる。像面１９０は、即ち、物体が結像する面であり、前記ガラス平板１８０が前記第７のレンズ１７０から離れる側に位置する。
本発明に係る撮影光学系１００では、前記撮影光学系１の小型化、高感度、高光学性能及び広い視野角の設計要求を実現するために、前記撮影光学系１００の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０は下記の条件を満足する必要がある。
一、焦点距離：
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０の焦点距離が下記の条件を満足する必要がある。
−５ｍｍ＜f１＜−１ｍｍ、２ｍｍ＜f２＜６ｍｍ、２ｍｍ＜f３＜５ｍｍ、
−１０ｍｍ＜f４＜−２ｍｍ、−３０ｍｍ＜f５＜−１０ｍｍ、１ｍｍ＜f６＜５ｍｍ、−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍ、
−１.５＜f１／f＜−０.５、１.０＜f２／f＜２.５、０.５＜f３／f＜１.５、
−２.５＜f４／f＜−０.５、−１０＜f５／f＜−２、０.２＜f６／f＜１.２、
−２.５＜f７／f＜−０.４、
ただし、
f１：第１のレンズの焦点距離、
f２：第２のレンズの焦点距離、
f３：第３のレンズの焦点距離、
f４：第４のレンズの焦点距離、
f５：第５のレンズの焦点距離、
f６：第６のレンズの焦点距離、
f７：第７のレンズの焦点距離、
f：撮影光学系の全体の焦点距離。
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０の焦点距離が下記の条件を満足する必要がある。
−５ｍｍ＜f１＜−１ｍｍ、２ｍｍ＜f２＜６ｍｍ、２ｍｍ＜f３＜５ｍｍ、
−１０ｍｍ＜f４＜−２ｍｍ、−３０ｍｍ＜f５＜−１０ｍｍ、１ｍｍ＜f６＜５ｍｍ、−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍ、
−１.５＜f１／f＜−０.５、１.０＜f２／f＜２.５、０.５＜f３／f＜１.５、
−２.５＜f４／f＜−０.５、−１０＜f５／f＜−２、０.２＜f６／f＜１.２、
−２.５＜f７／f＜−０.４、
ただし、
f１：第１のレンズの焦点距離、
f２：第２のレンズの焦点距離、
f３：第３のレンズの焦点距離、
f４：第４のレンズの焦点距離、
f５：第５のレンズの焦点距離、
f６：第６のレンズの焦点距離、
f７：第７のレンズの焦点距離、
f：撮影光学系の全体の焦点距離。
二、屈折率
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０の屈折率が下記の条件を満足する必要がある。
１.５０＜ｎ１＜１.５５、１.５０＜ｎ２＜１.５５、１.５０＜ｎ３＜１.５５、
１.６０＜ｎ４＜１.７０、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１.５０＜ｎ６＜１.５５、
１.５０＜ｎ７＜１.５５、
ただし、
ｎ１：第１のレンズの屈折率、
ｎ２：第２のレンズの屈折率、
ｎ３：第３のレンズの屈折率、
ｎ４：第４のレンズの屈折率、
ｎ５：第５のレンズの屈折率、
ｎ６：第６のレンズの屈折率、
ｎ７：第７のレンズの屈折率。
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０の屈折率が下記の条件を満足する必要がある。
１.５０＜ｎ１＜１.５５、１.５０＜ｎ２＜１.５５、１.５０＜ｎ３＜１.５５、
１.６０＜ｎ４＜１.７０、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１.５０＜ｎ６＜１.５５、
１.５０＜ｎ７＜１.５５、
ただし、
ｎ１：第１のレンズの屈折率、
ｎ２：第２のレンズの屈折率、
ｎ３：第３のレンズの屈折率、
ｎ４：第４のレンズの屈折率、
ｎ５：第５のレンズの屈折率、
ｎ６：第６のレンズの屈折率、
ｎ７：第７のレンズの屈折率。
三、アッベ数
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０のアッベ数が下記の条件を満足する必要がある。
４０＜ｖ１＜６０、４０＜ｖ２＜６０、４０＜ｖ３＜６０、１５＜ｖ４＜３０、
１５＜ｖ５＜３０、４０＜ｖ６＜６０、４０＜ｖ７＜６０、
ただし、
ｖ１：第１のレンズのアッベ数、
ｖ２：第２のレンズのアッベ数、
ｖ３：第３のレンズのアッベ数、
ｖ４：第４のレンズのアッベ数、
ｖ５：第５のレンズのアッベ数、
ｖ６：第６のレンズのアッベ数、
ｖ７：第７のレンズのアッベ数。
前記撮影光学系１の全体構造において、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０及び第７のレンズ１７０のアッベ数が下記の条件を満足する必要がある。
４０＜ｖ１＜６０、４０＜ｖ２＜６０、４０＜ｖ３＜６０、１５＜ｖ４＜３０、
１５＜ｖ５＜３０、４０＜ｖ６＜６０、４０＜ｖ７＜６０、
ただし、
ｖ１：第１のレンズのアッベ数、
ｖ２：第２のレンズのアッベ数、
ｖ３：第３のレンズのアッベ数、
ｖ４：第４のレンズのアッベ数、
ｖ５：第５のレンズのアッベ数、
ｖ６：第６のレンズのアッベ数、
ｖ７：第７のレンズのアッベ数。
前記第１のレンズ１１０、前記第２のレンズ１２０、前記第３のレンズ１３０、前記第４のレンズ１４０、前記第５のレンズ１５０、前記第６のレンズ１６０及び前記第７のレンズ１７０の焦点距離、屈折率、アッベ数が上記条件を超える場合、前記撮影光学系１の色差特性とテレセントリック性が悪化する恐れがあり、しかも、前記撮影光学系の敏感度を高め、前記撮影光学系の小型化と広視野角を実現することが困難であり、且つ前記撮影光学系１のコストダウンに不利である。
本実施例では、前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０、第２のレンズ１２０、第３のレンズ１３０、第４のレンズ１４０、第５のレンズ１５０、第６のレンズ１６０、第７のレンズ１７０及びガラス平板１８０の焦点距離、屈折率及びアッベ数の値は、それぞれ下記の表１に表示される。
前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０（Ｐ１）、第２のレンズ１２０（Ｐ２）、第３のレンズ１３０（Ｐ３）、第４のレンズ１４０（Ｐ４）、第５のレンズ１５０（Ｐ５）、第６のレンズ１６０（Ｐ６）及び第７のレンズ１７０（Ｐ７）の物体側の面及び像側の面の連続性、曲率半径、ＳＡＧ及び半口径ＳＤの値は、表２に表示される。
ただし、
Ｒ１１：第１のレンズＰ１の物体側の面の曲率半径、
Ｒ１２：第１のレンズＰ１の像側の面の曲率半径、
Ｒ２１：第２のレンズＰ２の物体側の面の曲率半径、
Ｒ２２：第２のレンズＰ２の像側の面の曲率半径、
Ｒ３１：第３のレンズＰ３の物体側の面の曲率半径、
Ｒ３２：第３のレンズＰ３の像側の面の曲率半径、
Ｒ４１：第４のレンズＰ４の物体側の面の曲率半径、
Ｒ４２：第４のレンズＰ４の像側の面の曲率半径、
Ｒ５１：第５のレンズＰ５の物体側の面の曲率半径、
Ｒ５２：第５のレンズＰ５の像側の面の曲率半径、
Ｒ６１：第６のレンズＰ６の物体側の面の曲率半径、
Ｒ６２：第６のレンズＰ６の像側の面の曲率半径、
Ｒ７１：第７のレンズＰ７の物体側の面の曲率半径、
Ｒ７２：第７のレンズＰ７の像側の面の曲率半径、
ＳＡＧ１１：第１のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ１２：第１のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ２１：第２のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ２２：第２のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ３１：第３のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ３２：第３のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ４１：第４のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ４２：第４のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ５１：第５のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ５２：第５のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ６１：第６のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ６２：第６のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ７１：第７のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ７２：第７のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離。
Ｒ１１：第１のレンズＰ１の物体側の面の曲率半径、
Ｒ１２：第１のレンズＰ１の像側の面の曲率半径、
Ｒ２１：第２のレンズＰ２の物体側の面の曲率半径、
Ｒ２２：第２のレンズＰ２の像側の面の曲率半径、
Ｒ３１：第３のレンズＰ３の物体側の面の曲率半径、
Ｒ３２：第３のレンズＰ３の像側の面の曲率半径、
Ｒ４１：第４のレンズＰ４の物体側の面の曲率半径、
Ｒ４２：第４のレンズＰ４の像側の面の曲率半径、
Ｒ５１：第５のレンズＰ５の物体側の面の曲率半径、
Ｒ５２：第５のレンズＰ５の像側の面の曲率半径、
Ｒ６１：第６のレンズＰ６の物体側の面の曲率半径、
Ｒ６２：第６のレンズＰ６の像側の面の曲率半径、
Ｒ７１：第７のレンズＰ７の物体側の面の曲率半径、
Ｒ７２：第７のレンズＰ７の像側の面の曲率半径、
ＳＡＧ１１：第１のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ１２：第１のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ２１：第２のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ２２：第２のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ３１：第３のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ３２：第３のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ４１：第４のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ４２：第４のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ５１：第５のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ５２：第５のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ６１：第６のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ６２：第６のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ７１：第７のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
ＳＡＧ７２：第７のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離。
前記撮影光学系１の第１のレンズ１１０（Ｐ１）、第２のレンズ１２０（Ｐ２）、絞り１００（ＳＴ）、第３のレンズ１３０（Ｐ３）、第４のレンズ１４０（Ｐ４）、第５のレンズ１５０（Ｐ５）、第６のレンズ１６０（Ｐ６）、第７のレンズ１７０（Ｐ７）及びガラス平板１８０（Ｔｇ）の厚さは、表３に表示される。
ただし、
Ｔ１： 第１のレンズの厚さ、
Ｔ１２：第１のレンズの像側面と第２のレンズの物体側面との光軸上の間隔距離、
Ｔ２： 第２のレンズの厚さ、
ＳＴ：第２のレンズの像側面と絞りとの光軸上の間隔距離、
Ｔ２３：絞り面と第３のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
Ｔ３： 第３のレンズの厚さ、
Ｔ３４：第３のレンズの像側面と第４のレンズの物体側面との光軸上の間隔距離、
Ｔ４： 第４のレンズの厚さ、
Ｔ４５：第４のレンズの像側と第５のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ５： 第５のレンズの厚さ、
Ｔ５６：第５のレンズと第６のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ６： 第６のレンズの厚さ、
Ｔ６７：第６のレンズと第７のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ７： 第７のレンズの厚さ。
Ｔ１： 第１のレンズの厚さ、
Ｔ１２：第１のレンズの像側面と第２のレンズの物体側面との光軸上の間隔距離、
Ｔ２： 第２のレンズの厚さ、
ＳＴ：第２のレンズの像側面と絞りとの光軸上の間隔距離、
Ｔ２３：絞り面と第３のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
Ｔ３： 第３のレンズの厚さ、
Ｔ３４：第３のレンズの像側面と第４のレンズの物体側面との光軸上の間隔距離、
Ｔ４： 第４のレンズの厚さ、
Ｔ４５：第４のレンズの像側と第５のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ５： 第５のレンズの厚さ、
Ｔ５６：第５のレンズと第６のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ６： 第６のレンズの厚さ、
Ｔ６７：第６のレンズと第７のレンズとの光軸上の間隔距離、
Ｔ７： 第７のレンズの厚さ。
本実施例では、ＤＦＯＶ=７８.９３度、ＨＦＯＶ＝６６.８８度、ＶＦＯＶ＝５２.５９度、ただし、ＦＯＶを前記撮影光学系の最大視野角範囲とし、ＨＦＯＶを水平視野角とし、ＤＦＯＶを対角線視野角とし、ＶＦＯＶを垂直視野角とする。
図２、図３及び図４も参照し、図２は図１に示す撮影光学系のＭＴＦ曲線図であり、図３は図１に示す撮影光学系の像面湾曲のグラフであり、図４は図１に示す撮影光学系の歪みのグラフである。図２、図３及び図４に示すように、本発明に係る前記撮影光学系１は、高い光学性能を有する。
また、本発明に係る撮影光学系１では、前記撮影光学系１が大口径比の光学系に基づいて設計され、その光学全長が５.２ｍｍ未満で、視野角が７８度〜８８度にある。
本発明に係る撮影光学系１は、下記の有益な効果を有する。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大口径比撮影光学系を設計し、低照度下の結像性能を提供し、鮮明な結像を実現した。前記第１のレンズ１１０と前記第２のレンズ１２０との組み合わせの焦点パワーは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に矯正することができるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第４のレンズ１４０と前記第５のレンズ１５０は、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減でき、前記第７のレンズ１７０は、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大口径比撮影光学系を設計し、低照度下の結像性能を提供し、鮮明な結像を実現した。前記第１のレンズ１１０と前記第２のレンズ１２０との組み合わせの焦点パワーは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に矯正することができるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第４のレンズ１４０と前記第５のレンズ１５０は、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減でき、前記第７のレンズ１７０は、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
以上の説明は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明が様々な変更や変形を有し得る。本発明の趣旨と思想を逸脱しない範囲での矯正、均等物による置換、改良などは、本発明の技術的範囲に含まれると理解すべきである。
Claims (11)
- 物体側から像側へ順次に共軸になるように第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズ、第４のレンズ、第５のレンズ、第６のレンズ及び第７のレンズが設けられ、前記第１のレンズは、負の焦点パワーを有し、物体側の面が凸面であり、前記第７のレンズは、負の焦点パワーを有するとともに、下記の条件式（１）〜（７）を満足することを特徴とする撮影光学系。
−１.５＜f１／f＜−０.５ （１）
１.０＜f２／f＜２.５ （２）
０.５＜f３／f＜１.５ （３）
−２.５＜f４／f＜−０.５ （４）
−１０＜f５／f＜−２ （５）
０.２＜f６／f＜１.２ （６）
−２.５＜f７／f＜−０.４ （７）
ただし、f１：第１のレンズの焦点距離、f２：第２のレンズの焦点距離、f３：第３のレンズの焦点距離、f４：第４のレンズの焦点距離、f５：第５のレンズの焦点距離、f６：第６のレンズの焦点距離、f７：第７のレンズの焦点距離、f：撮影光学系の全体の焦点距離。 - さらに下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
−５ｍｍ＜f１＜−１ｍｍ、１.５０＜ｎ１＜１.５５、４０＜ｖ１＜６０、
２ｍｍ＜f２＜６ｍｍ、１.５０＜ｎ２＜１.５５、４０＜ｖ２＜６０、
２ｍｍ＜f３＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ３＜１.５５、４０＜ｖ３＜６０、
−１０ｍｍ＜f４＜−２ｍｍ、１.６０＜ｎ４＜１.７０、１５＜ｖ４＜３０、
−３０ｍｍ＜f５＜−１０ｍｍ、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１５＜ｖ５＜３０、
１ｍｍ＜f６＜５ｍｍ、１.５０＜ｎ６＜１.５５、４０＜ｖ６＜６０、
−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍ、１.５０＜ｎ７＜１.５５、４０＜ｖ７＜６０、
ただし、
f１：第１のレンズの焦点距離、ｎ１：第１のレンズの屈折率、ｖ１：第１のレンズのアッベ数、
f２：第２のレンズの焦点距離、ｎ２：第２のレンズの屈折率、ｖ２：第２のレンズのアッベ数、
f３：第３のレンズの焦点距離、ｎ３：第３のレンズの屈折率、ｖ３：第３のレンズのアッベ数、
f４：第４のレンズの焦点距離、ｎ４：第４のレンズの屈折率、ｖ４：第４のレンズのアッベ数、
f５：第５のレンズの焦点距離、ｎ５：第５のレンズの屈折率、ｖ５：第５のレンズのアッベ数、
f６：第６のレンズの焦点距離、ｎ６：第６のレンズの屈折率、ｖ６：第６のレンズのアッベ数、
f７：第７のレンズの焦点距離、ｎ７：第７のレンズの屈折率、ｖ７：第７のレンズのアッベ数。 - 前記第１のレンズと前記第２のレンズは、焦点パワーなしのレンズ群に近似し、球面収差を合理的に補正できるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがなく、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮影光学系。
f１−２＞６０ｍｍ または f１−２＜−５０ｍｍ、
ただし、
f１−２：第１のレンズと第２のレンズとの組み合わせの焦点距離。 - 前記撮影光学系の焦点距離と前記撮影光学系の光学全長との比は、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
f／ＴＴＬ＞０.６５
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離。 - 前記第４のレンズと前記第５のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を合理的に低減でき、第４のレンズは、１.６０＜ｎ４＜１.７０、１５＜ｖ４＜３０という関係式を満足し、第５のレンズは、１.６０＜ｎ５＜１.７０、１５＜ｖ５＜３０という関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
- 前記第７のレンズは負レンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減でき、前記第７のレンズは−５ｍｍ＜f７＜−２ｍｍという条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
- さらに下記の条件式を満足する請求項２に記載の撮影光学系。
ＴＴＬ＜５.４ｍｍ
７８°＜ＦＯＶ＜８８°
ただし、
ＴＴＬ：前記第１のレンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＦＯＶ：前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。 - 前記第４のレンズの物体側の面、前記第５のレンズの像側の面及び前記第７のレンズの物体側の面は、それぞれ一つの変曲点を有し、前記第３のレンズの像側の面、前記第６のレンズの像側の面及び前記第７のレンズの像側の面は、それぞれ二つの変曲点を有すること特徴とする請求項５に記載の撮影光学系。
- 前記第３のレンズの像側の面は二つの停留点を有し、前記第４のレンズの物体側の面と前記第７のレンズの物体側の面及び像側の面は、それぞれ一つの停留点を有することを特徴とする請求項６に記載の撮影光学系。
- 前記第１のレンズの物体側の面及び像側の面は球面又は非球面であることを特徴とする、請求項１に記載の撮影光学系。
- 前記第１のレンズ、前記第２のレンズ、前記第３のレンズ、前記第４のレンズ、前記第５のレンズ、前記第６のレンズ及び前記第７のレンズはいずれもプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
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