JP2017521686A

JP2017521686A - 撮像レンズ

Info

Publication number: JP2017521686A
Application number: JP2016528030A
Authority: JP
Inventors: 付建戴; 林黄
Original assignee: Zhejiang Sunny Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-13
Also published as: US10120164B2; CN105988186B; CN105988186A; US20180081152A1; WO2016197604A1; JP6228305B2

Abstract

本発明は、撮像レンズを開示し、該撮像レンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有し、物体側の面が凸面である第１レンズと、負の屈折力を有し、像側の面が凹面である第２レンズと、屈折力を有する第３レンズと、屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとを備えており、第３レンズと第４レンズとの組み合わせレンズが負の屈折力を有する。当該撮像レンズにおいて、２．０＜ｆ／ＩｍｇＨ＜３．０、０＜ｆ１／ｆ＜０．５（式中、ｆは、撮像レンズの有効焦点距離、ＩｍｇＨは、撮像レンズの結像面における有効画素領域の対角線長の半分、ｆ１は、第１レンズの有効焦点距離である。）の関係式を満足する。上述の配置を満足することにより、撮像レンズの長焦点特性が満足でき、小さい奥行き及び大きい拡大倍率を得る。同時に、撮像レンズのレンズ全長を短縮するのに有利であり、撮像レンズの小型化を確保できる。撮像レンズは、広角レンズと組み合わせて、オートフォーカスの場合に、大きい拡大倍率及び高い解像度を有する。

Description

本出願は、２０１５年６月９日に中国国家知識産権局に提出された特許出願番号が２０１５１０３１３８６２．４である特許出願の優先権及び権益を主張するものであり、当該中国特許出願の内容全体は参照により本出願に組み込まれている。

本発明は、撮像技術に関し、特に撮像レンズに関する。

電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）イメージセンサや相補型金属酸化膜半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）イメージセンサの性能の向上及びサイズの減少に伴い、対応する撮像レンズも高画質及び小型化の要求を満足する必要がある。

また、一般に、現在の携帯型電子装置には、いずれも撮像モジュールが配置され、人々の携帯型電子製品の撮像レンズに対する要求もますます高くなっている。通常、撮像レンズに対してはレンズ枚数を増加することによって、光学性能の要求を満足するが、このようにすると、撮像レンズの体積が増加し、撮像レンズの小型化に不利である。更に、より広い視野角を取得するために、一般に、現在の撮像レンズは広角特性を有するように設計されるが、当該撮像レンズを利用して、遠い物体を拡大して撮影する場合には、鮮明な画像を取得するのは難しい。

本発明の目的は、従来技術における少なくとも一つの技術的課題を解決することである。そのため、本発明は撮像レンズを提供する必要がある。

本発明の撮像レンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有し、物体側の面が凸面である第１レンズと、負の屈折力を有し、像側の面が凹面である第２レンズと、屈折力を有する第３レンズと、屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとを備えており、前記第３レンズと前記第４レンズとの組み合わせレンズが負の屈折力を有し、
２．０＜ｆ／ＩｍｇＨ＜３．０、
０＜ｆ１／ｆ＜０．５
（式中、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離、ＩｍｇＨは、前記撮像レンズの結像面における有効画素領域の対角線長の半分、ｆ１は、前記第１レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に設けられている絞りを備えている。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、
ＴＴＬ／ｆ≦１．０
（式中、ＴＴＬは、前記撮像レンズのレンズ全長、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、
５．０＜ｆ１／ＣＴ１＜４．０
（式中、ｆ１は、前記第１レンズの有効焦点距離、ＣＴ１は前記第１レンズの中心厚みである。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、
−３．０≦ｆ５／ｆ≦−１．０
（式中、ｆ５は、前記第５レンズの有効焦点距離、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、
−１．５＜ｆ３／ｆ４＜０、
０＜Ｒ６／Ｒ７＜３．０
（式中、ｆ３は、前記第３レンズの有効焦点距離、ｆ４は、前記第４レンズの有効焦点距離、Ｒ６は、前記第３レンズの像側の面の曲率半径、Ｒ７は、前記第４レンズの物体側の面の曲率半径である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記第１レンズの像側の面が凸面であり、前記第２レンズの物体側の面が凹面である。

いくつかの実施形態において、前記第３レンズは、正の屈折力を有し、その像側の面が凸面である。

いくつかの実施形態において、前記第４レンズは、負の屈折力を有し、その物体側の面が凹面である。

上述の配置を満足することにより、撮像レンズの長焦点特性が満足でき、小さい奥行き及び大きい拡大倍率を得る。同時に、撮像レンズのレンズ全長を短縮するのに有利であり、撮像レンズの小型化を確保できる。撮像レンズは、広角レンズと組み合わせて、オートフォーカスの場合に、大きい拡大倍率及び高い解像度を有する。

本発明の付加的方面及びメリットは、以下の説明において部分的に述べられ、この説明から一部は明らかになるか、または、本発明の実施により理解される。

本発明の上述又／或いは付加的方面とメリットは、以下の図面を実施形態の説明と併せて参照することで明らかになり、理解されることが容易になる。
実施例１の撮像レンズの模式図である。実施例１の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例１の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例１の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例１の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例２の撮像レンズの模式図である。実施例２の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例２の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例２の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例２の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例３の撮像レンズの模式図である。実施例３の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例３の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例３の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例３の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。本発明実施例４の撮像レンズの模式図である。実施例４の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例４の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例４の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例４の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例５の撮像レンズの模式図である。実施例５の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例５の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例５の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例５の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例６の撮像レンズの模式図である。実施例６の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例６の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例６の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例６の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例７の撮像レンズの模式図である。実施例７の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例７の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例７の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例７の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。実施例８の撮像レンズの模式図である。実施例８の撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である。実施例８の撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である。実施例８の撮像レンズの歪曲収差図（％）である。実施例８の撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である。

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。実施形態の一例が図面において示されるが、一貫して同一または類似する符号は、相同又は類似の部品、或いは、相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に図面を参照しながら説明される実施形態は例示性のものであり、本発明を解釈するためだけに用いられるものであって、本発明を制限するように理解されてはならない。

本発明に対する説明において、用語である「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」などで表される方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され、操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解してはいけない。なお、用語である「第一」、「第二」は説明のためだけに用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術特徴の数を黙示的に明示するものと理解してはいけない。つまり、「第一」、「第二」が限定されている特徴は一つ又はより多くのこの特徴を含むことを明示又は暗示するのである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、二つ又は二つ以上のことを意味する。

本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、用語「取り付け」、「互いに接続」、「接続」の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。機械的な接続や、電気接続や、あるいは相互通信可能な接続でも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品が相互に作用する関係も可能である。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本発明中の具体的な意味を理解することができる。

本発明において、明確な規定と限定がない限り、第一特徴が第二特徴の「上」又は「下」にあることは、第一特徴と第二特徴とが直接接触することを含んでもよく、第一特徴と第二特徴とが直接接触することなくそれらの間に別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第一特徴が第二特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より高いことだけを表す。第一特徴が第二特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より低いことだけを表す。

以下の開示において、異なる実施形態または例を複数提供することにより本発明の異なる構造を実現する。本発明を簡素化するため、以下の説明において特定の例の部材及び配置について説明する。勿論、これらは例示に過ぎず、本発明を限定することを意図していない。また、本発明は、異なる例において数字及び／またはアルファベットを重複して参照することができる。このような重複は、簡素化及び明瞭のためであり、それ自体は検討する各種の実施形態及び／または配置の間の関係を示すものではない。また、本発明は、さまざまな特定の工程及び材料の例部材を挙げているが、当業者は、他の工程の適用及び／または他の材料の使用も考慮することが可能である。

図１に示すように、本発明の実施形態の撮像レンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズＥ１、負の屈折力を有する第２レンズＥ２、屈折力を有する第３レンズＥ３、屈折力を有する第４レンズＥ４及び負の屈折力を有する第５レンズＥ５を備えている。

第１レンズＥ１は物体側の面Ｓ１及び像側の面Ｓ２を有する。第２レンズＥ２は物体側の面Ｓ３及び像側の面Ｓ４を有する。第３レンズＥ３は物体側の面Ｓ５及び像側の面Ｓ６を有する。第４レンズＥ４は物体側の面Ｓ７及び像側の面Ｓ８を有する。第５レンズＥ５は物体側の面Ｓ９及び像側の面Ｓ１０を有する。物体側の面Ｓ１は凸面であり、像側の面Ｓ４は凹面である。

結像時に、光線は撮像レンズの物側から撮像レンズに入射して、撮像レンズを介して屈折されて結像された後に、像側の面から射出し、物側の面Ｓ１１及び像側の面Ｓ１２を有するフィルタＥ６を経過した後に、結像面Ｓ１３に結像を形成する。

撮像レンズは、
２．０＜ｆ／ＩｍｇＨ＜３．０、
０＜ｆ１／ｆ＜０．５
（式中、ｆは、撮像レンズの有効焦点距離、ＩｍｇＨは、撮像レンズが結像面Ｓ１３における有効画素領域の対角線長の半分、ｆ１は、第１レンズＥ１の有効焦点距離である。）
の関係式を満足する。

撮像レンズは、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２との間に設けられている絞りＳＴＯを備えている。

撮像レンズは、
ＴＴＬ／ｆ≦１．０
（式中、ＴＴＬは、撮像レンズのレンズ全長である。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足することは、撮像レンズの長焦点特性と小型化を両立させるのに有利である。

撮像レンズは、
２．０＜ｆ１／ＣＴ１＜４．０
（式中、ＣＴ１は第１レンズＥ１の中心厚みである。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足することは、撮像レンズの屈折の度合いの合理的な配分に有利であり、諸収差を効果的に補正し、撮像レンズの解像度を向上することができる。

撮像レンズは、
−３．０≦ｆ５／ｆ≦−１．０
（式中、ｆ５は、第５レンズＥ５の有効焦点距離である。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足することにより、撮像レンズの長焦点特性が満足でき、撮像レンズの画角が小さく、焦点距離をより長くさせることにより、センサーと高いマッチング性を有する。

撮像レンズは、
−１．５＜ｆ３／ｆ４＜０、
０＜Ｒ６／Ｒ７＜３．０
（式中、ｆ３は、第３レンズのＥ３の有効焦点距離、ｆ４は、第４レンズＥ４の有効焦点距離、Ｒ６は、像側の面Ｓ６の曲率半径、Ｒ７は、物体側の面Ｓ７の曲率半径である。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足することは、撮像レンズの小型化に有利であり、撮像レンズの解像度を効果的に向上することができる。

像側の面Ｓ２が凸面であり、物体側の面Ｓ３が凹面である。

第３レンズのＥ３は、正の屈折力を有し、その像側の面Ｓ６が凸面である。

第４レンズＥ４は、負の屈折力を有し、その物体側の面Ｓ７が凹面である。

撮像レンズの屈折の度合い及び形状に対する上述の要求を満足することにより、撮像レンズのレンズ全長を更に短縮し、その構造をコンパクト化にさせることができる。同時に、第３レンズのＥ３と第４レンズＥ４との面形状の組み合わせが、撮像レンズの公差感度を効果的に低減することができる。

いくつかの実施形態において、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４及び第５レンズＥ５全体は、非球面レンズである。

非球面の面形状は、次の数式によって決定されるものとする。

（式中、ｈは、非球面上の任意の点から光軸までの高さ、ｃは、頂点曲率、ｋは円錐定数、Ａｉは、非球面の第ｉ−ｔｈ階の補正係数である。）

＜実施例１＞
実施例１において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．５５ｍｍ、ｆ２＝−３．６３ｍｍ、ｆ３＝６．１３ｍｍ、ｆ４＝−５．７７ｍｍ、ｆ５＝−８．８４ｍｍ、ｆ＝６．０６ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２０．５度、ＴＴＬ＝５．６８ｍｍ、Ｆｎｏは２．６３である。

＜実施例２＞
実施例２において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝１．８２ｍｍ、ｆ２＝−３．２７ｍｍ、ｆ３＝−１．６２ｍｍ、ｆ４＝３．１４ｍｍ、ｆ５＝−６．８４ｍｍ、ｆ＝６．４９ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２０．３度、ＴＴＬ＝４．９６ｍｍ、Ｆｎｏは４．０である。

＜実施例３＞
実施例３において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．６７ｍｍ、ｆ２＝−４．０４ｍｍ、ｆ３＝５．８８ｍｍ、ｆ４＝−４．７５ｍｍ、ｆ５＝−１１．２０ｍｍ、ｆ＝６．０８ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２０．５度、ＴＴＬ＝５．６８ｍｍ、Ｆｎｏは２．６である。

＜実施例４＞
実施例４において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．５６ｍｍ、ｆ２＝−３．２８ｍｍ、ｆ３＝５．３４ｍｍ、ｆ４＝−４．４０ｍｍ、ｆ５＝−８．７２ｍｍ、ｆ＝６．７４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝１９．６度、ＴＴＬ＝５．９１ｍｍ、Ｆｎｏは２．８である。

＜実施例５＞
実施例５において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．５４ｍｍ、ｆ２＝−２．９４ｍｍ、ｆ３＝５．５９ｍｍ、ｆ４＝−５．０１ｍｍ、ｆ５＝−１９．７２ｍｍ、ｆ＝６．７４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝１８．５度、ＴＴＬ＝６．１２ｍｍ、Ｆｎｏは２．８である。

＜実施例６＞
実施例６において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝１．９８ｍｍ、ｆ２＝−２．６２ｍｍ、ｆ３＝６．６４ｍｍ、ｆ４＝−６．５８ｍｍ、ｆ５＝−６．２４ｍｍ、ｆ＝５．０４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２５．１度、ＴＴＬ＝４．６３ｍｍ、Ｆｎｏは２．５５である。

＜実施例７＞
実施例７において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．８８ｍｍ、ｆ２＝−４．６１ｍｍ、ｆ３＝８．２４ｍｍ、ｆ４＝−６．１８ｍｍ、ｆ５＝−９．６８ｍｍ、ｆ＝６．４６ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２０．０度、ＴＴＬ＝５．９６ｍｍ、Ｆｎｏは２．８である。

＜実施例８＞
実施例８において、撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２．３５ｍｍ、ｆ２＝−２．６５ｍｍ、ｆ３＝５．２４ｍｍ、ｆ４＝−４．９９ｍｍ、ｆ５＝−１８．０１ｍｍ、ｆ＝６．１４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝２１．６度、ＴＴＬ＝５．７０ｍｍ、Ｆｎｏは２．５８である。

実施例１〜８において、条件式は、以下の表中の条件を満足する。

本明細書において、「一つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「示例」、「具体的な示例」或いは「いくつかの示例」などの用語を参考した説明は、該実施形態或いは示例と併せて説明された具体的特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは示例に含まれることを意味するにすぎない。本明細書において、上記用語に対する例示的な表述は、必ずしも同じ実施形態或いは示例を示すことではない。又、説明された具体的特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態又は示例において適切に結合することができる。

本発明の実施形態を示して説明したが、当業者は、本発明の原理及び主旨から逸脱しない限りこれらの実施形態に対して複種の変化、補正、切り替え及び変形を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物により限定される。

いくつかの実施形態において、前記撮像レンズは、
２．０＜ｆ１／ＣＴ１＜４．０
（式中、ｆ１は、前記第１レンズの有効焦点距離、ＣＴ１は前記第１レンズの中心厚みである。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足することは、撮像レンズの屈折力の合理的な配分に有利であり、諸収差を効果的に補正し、撮像レンズの解像度を向上することができる。

撮像レンズの屈折力及び形状に対する上述の要求を満足することにより、撮像レンズのレンズ全長を更に短縮し、その構造をコンパクト化にさせることができる。同時に、第３レンズのＥ３と第４レンズＥ４との面形状の組み合わせが、撮像レンズの公差感度を効果的に低減することができる。

Claims

物体側より像側へ順に、正の屈折力を有し、物体側の面が凸面である第１レンズと、負の屈折力を有し、像側の面が凹面である第２レンズと、屈折力を有する第３レンズと、屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとを備えており、
前記第３レンズと前記第４レンズとの組み合わせレンズが負の屈折力を有する撮像レンズにおいて、
２．０＜ｆ／ＩｍｇＨ＜３．０、
０＜ｆ１／ｆ＜０．５
（式中、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離、ＩｍｇＨは、前記撮像レンズの結像面における有効画素領域の対角線長の半分、ｆ１は、前記第１レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
前記撮像レンズは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に設けられている絞りを備えていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、
ＴＴＬ／ｆ≦１．０
（式中、ＴＴＬは、前記撮像レンズのレンズ全長、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、
５．０＜ｆ１／ＣＴ１＜４．０
（式中、ｆ１は、前記第１レンズの有効焦点距離、ＣＴ１は前記第１レンズの中心厚みである。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、
−３．０≦ｆ５／ｆ≦−１．０
（式中、ｆ５は、前記第５レンズの有効焦点距離、ｆは、前記撮像レンズの有効焦点距離である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、
−１．５＜ｆ３／ｆ４＜０、
０＜Ｒ６／Ｒ７＜３．０
（式中、ｆ３は、前記第３レンズの有効焦点距離、ｆ４は、前記第４レンズの有効焦点距離、Ｒ６は、前記第３レンズの像側の面の曲率半径、Ｒ７は、前記第４レンズの物体側の面の曲率半径である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズの像側の面が凸面であり、前記第２レンズの物体側の面が凹面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
前記第３レンズは、正の屈折力を有し、その像側の面が凸面であることを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
前記第４レンズは、負の屈折力を有し、その物体側の面が凹面であることを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。