JP2022016255A

JP2022016255A - 撮像光学レンズ

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Publication number: JP2022016255A
Application number: JP2020212700A
Authority: JP
Inventors: ▲ウェン▼ ▲孫▼; Wen Sun
Original assignee: AAC Optics Changzhou Co Ltd
Current assignee: AAC Optics Changzhou Co Ltd
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2040-12-22
Also published as: WO2022007027A1; JP7105858B2; CN111538137B; CN111538137A; US20220011540A1

Abstract

【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】当該撮像光学レンズは、物体側から像側に向かって、順に第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ及び第７レンズから構成され、第１レンズから第７レンズのうちの少なくとも１つが自由曲面を含み、撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、第２レンズの焦点距離をｆ２、第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１としたときに、条件式１．００≦ｆ２／ｆ≦４．００、Ｒ１≦０を満たす。本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学性能を有するとともに、極薄化、広角化及び大口径の設計要求を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学レンズ分野に関し、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。

結像レンズの発展に伴い、レンズの結像に対する人々の要求が高まってきており、レンズの「夜景撮影」や「背景ぼかし」もレンズの結像規格を測る重要な指標となっている。従来、回転対称の非球面が多く採用されており、このような非球面では、子午面内においてのみ十分な自由度を有し、軸外収差を良好に補正することができない。また、従来の構成では、屈折力配分、レンズ間隔及びレンズ形状の設定が不十分であり、レンズの薄型化及び広角化が不十分となっていた。自由曲面は、非回転対称の表面タイプであり、収差をより良くバランスさせ、結像品質を向上させることができ、しかも自由曲面の加工も徐々に成熟している。レンズの結像要求の向上に伴い、レンズを設計する際に自由曲面を入れることが重要であり、特に広角と超広角レンズの設計において効果が一層顕著である。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、良好な光学性能を有するととともに、大口径、極薄化及び広角化の特徴を有する撮像光学レンズを提供することを目的とする。

上記問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、物体側から像側に向かって、順に第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、及び第７レンズから構成され、
前記第１レンズから前記第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１としたときに、以下の条件式（１）～（２）を満たす。
１．００≦ｆ２／ｆ≦４．００（１）
Ｒ１≦０（２）

好ましくは、前記第７レンズの焦点距離をｆ７としたときに、以下の条件式（３）を満たす。
―５．２０≦ｆ７／ｆ≦―１．００（３）

好ましくは、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２としたときに、以下の条件式（４）を満たす。
２．５０≦Ｒ１１／Ｒ１２≦１０．００（４）

好ましくは、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、以下の条件式（５）～（７）を満たす。
―３．６３≦ｆ１／ｆ≦―１．０８（５）
―０．４６≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦１．４５（６）
０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２０（７）

好ましくは、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、以下の条件式（８）～（９）を満たす。
―７．８２≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦０．２０（８）
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１６（９）

好ましくは、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、以下の条件式（１０）～（１２）を満たす。
―１０．０６≦ｆ３／ｆ≦４．３５（１０）
―２．８４≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１．３１（１１）
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１（１２）

好ましくは、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、以下の条件式（１３）～（１５）を満たす。
―７．３８≦ｆ４／ｆ≦―１．４１（１３）
―０．１０≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦１．９４（１４）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０６（１５）

好ましくは、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、以下の条件式（１６）～（１８）を満たす。
１．２６≦ｆ５／ｆ≦９．５２（１６）
―０．９７≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦０．８１（１７）
０．０４≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５（１８）

好ましくは、前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１９）～（２１）を満たす。
０．５４≦ｆ６／ｆ≦３．３４（１９）
０．６４≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１―Ｒ１２)≦３．２５（２０）
０．０４≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１６（２１）

好ましくは、前記第７レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２２）～（２３）を満たす。
１．３５≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３―Ｒ１４)≦９．３２（２２）
０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．１０（２３）

本発明は、下記の有利な作用効果を有する。本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学性能を有しつつ、大口径、極薄化及び広角化の特徴を有するものであり、また、第１レンズから第７レンズのうちの少なくとも１つレンズが自由曲面を含むことによって、システムの非点収差及び歪曲収差の補正に有利であり、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。
本発明の実施形態における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施形態の記述に使用される必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下に記載される図面は、本発明の一部の実施形態に過ぎず、当業者にとって、創造的労力をかけない前提で、これらの図面より他の図面を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。図１に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示すものである。本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。図３に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示すものである。本発明の第３実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。図５に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示すものである。本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。図７に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示すものである。

本発明の目的、解決手段及びメリットがより明瞭になるように、本発明の各実施形態について図面を参照しながら以下に詳細に説明する。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。

（第１実施形態）
図面を参照すると、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実施形態の撮像光学レンズ１０の構造を示す模式図である。当該撮像光学レンズ１０は、７枚のレンズを備える。具体的に、前記撮像光学レンズ１０は、物体側から像側に向かって、順次に第１レンズＬ１、絞りＳ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７から構成される。第７レンズＬ７と像面Ｓｉとの間に光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）ＧＦなどの光学素子が設けられてもよい。

本実施形態において、第１レンズＬ１がプラスチック材質であり、第２レンズＬ２がプラスチック材質であり、第３レンズＬ３がプラスチック材質であり、第４レンズＬ４がプラスチック材質であり、第５レンズＬ５がプラスチック材質であり、第６レンズＬ６がプラスチック材質であり、第７レンズＬ７がプラスチック材質である。

本実施形態において、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２として定義すると、条件式１．００≦ｆ２／ｆ≦４．００を満たす。この条件式は、第２レンズの焦点距離と全体の焦点距離との比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学システム性能の向上に有利である。好ましくは、条件式１．０１≦ｆ２／ｆ≦３．８９を満たす。

本実施形態において、前記第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径をＲ１として定義すると、条件式Ｒ１≦０を満たす。この条件式は、第１レンズの物体側面の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、収差の低減に有利である。好ましく、条件式Ｒ１≦―１．４０を満たす。

本実施形態において、前記第１レンズＬ１から前記第７レンズＬ７のうちの少なくとも１つは、自由曲面を含むこととする。自由曲面を用いることによって、システムの非点収差及び歪曲収差の補正に有利である。

前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、前記第７レンズＬ７の焦点距離をｆ７として定義すると、条件式―５．２０≦ｆ７／ｆ≦―１．００を満たす。ｆ７／ｆがこの条件式を満たす場合、第７レンズの屈折力を効果的に配分可能であり、システムの収差を補正することができ、さらに結像品質を向上させる。

前記第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径をＲ１２として定義すると、条件式２．５０≦Ｒ１１／Ｒ１２≦１０．００を満たす。この条件式は、第６レンズの形状を規定するものである。条件式で規定された範囲内では、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。好ましくは、条件式２．６１≦Ｒ１１／Ｒ１２≦９．１７を満たす。

本実施形態において、前記第１レンズＬ１は、負の屈折力を有し、その物体側面が近軸において凹面であり、その像側面が近軸において凹面である。他の任意の実施形態において、第１レンズＬ１は、正の屈折力を有するものであってもよい。

前記第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式―３．６３≦ｆ１／ｆ≦―１．０８を満たす。この条件式は、第１レンズＬ１の焦点距離と全体の焦点距離との比を規定するものである。規定された範囲内では、第１レンズＬ１が適切な負の屈折力を有し、システムの収差の低減に有利であるとともに、レンズの極薄化、広角化への進行にも有利である。好ましくは、条件式―２．２７≦ｆ１／ｆ≦―１．３４を満たす。

前記第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径Ｒ１と前記第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径Ｒ２は、条件式―０．４６≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦１．４５を満たす。第１レンズＬ１の形状を合理的に規定することによって、第１レンズＬ１によってシステムの球面収差を効果的に補正することができる。好ましくは、条件式―０．２９≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦１．１６を満たす。

前記第１レンズＬ１の軸上厚みｄ１と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２０を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０５≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１６を満たす。

本実施形態において、前記第２レンズＬ２は、正の屈折力を有し、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。

前記第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径をＲ３、前記第２レンズＬ２の像側面の曲率半径をＲ４として定義すると、条件式―７．８２≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦０．２０を満たす。この条件式は、第２レンズＬ２の形状を規定するものである。範囲内では、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸上色収差の補正に有利になる。好ましくは、条件式―４．８９≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦０．１６を満たす。

前記第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３と前記撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬは、条件式０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１６を満たす。これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０４≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１３を満たす。

本実施形態において、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し、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。

前記第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式―１０．０６≦ｆ３／ｆ≦４．３５を満たす。屈折力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、条件式―６．２９≦ｆ３／ｆ≦３．４８を満たす。

前記第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径Ｒ５と前記第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径Ｒ６は、条件式―２．８４≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１．３１を満たす。この条件式は、第３レンズＬ３の形状を規定するものである。条件式で規定された範囲内では、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。好ましくは、条件式―１．７８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１．０５を満たす。

前記第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０４≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１７を満たす。

本実施形態において、前記第４レンズＬ４は、負の屈折力を有し、その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凹面である。他の任意の実施形態において、第４レンズＬ４は、正の屈折力を有するものであってもよい。

前記第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式―７．３８≦ｆ４／ｆ≦―１．４１を満たす。この条件式は、第４レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学システム性能の向上に有利である。好ましくは、条件式―４．６１≦ｆ４／ｆ≦―１．７６を満たす。

前記第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径Ｒ７と前記第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径Ｒ８は、条件式―０．１０≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦１．９４を満たす。この条件式は、第４レンズＬ４の形状を規定するものである。この範囲内では、レンズの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、条件式―０．０６≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦１．５５を満たす。

前記第４レンズＬ４の軸上厚みｄ７と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０６を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０５を満たす。

本実施形態において、前記第５レンズＬ５は、正の屈折力を有し、その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る。他の任意の実施形態において、記第５レンズＬ５は、負の屈折力を有するものであってもよい。

前記第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式１．２６≦ｆ５／ｆ≦９．５２を満たす。第５レンズＬ５に対する限定により、効果的に撮像レンズの光線角度を緩やかにさせ、公差感度を低減することができる。好ましくは、条件式２．０２≦ｆ５／ｆ≦７．６１を満たす。

前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径Ｒ９と前記第５レンズの像側面の中心曲率半径Ｒ１０は、条件式―０．９７≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦０．８１を満たす。これにより、第５レンズＬ５の形状を規定する。範囲内では、レンズの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、条件式―０．６１≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦０．６５を満たす。

前記第５レンズＬ５の軸上厚みｄ９と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０４≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０７≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１２を満たす。

本実施形態において、前記第６レンズＬ６は、正の屈折力を有し、その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る。他の任意の実施形態において、第６レンズＬ６は、負の屈折力を有するものであってもよい。

前記第６レンズＬ６の焦点距離をｆ６、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式０．５４≦ｆ６／ｆ≦３．３４を満たす。条件式の範囲内では、屈折力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、条件式０．８７≦ｆ６／ｆ≦２．６７を満たす。

前記第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径Ｒ１１と前記第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径Ｒ１２は、条件式０．６４≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１―Ｒ１２)≦３．２５を満たす。この条件式は、第６レンズＬ６の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、レンズの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、条件式１．０２≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１―Ｒ１２)≦２．６０を満たす。

前記第６レンズＬ６の軸上厚みｄ１１と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０４≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１６を満たす。これにより、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０６≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１３を満たす。

本実施形態において、前記第７レンズＬ７は、負の屈折力を有し、その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る。他の任意の実施形態において、第７レンズＬ７は、正の屈折力を有するものであってもよい。

前記第７レンズＬ７の物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズＬ７の像側面の中心曲率半径をＲ１４として定義すると、条件式１．３５≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３―Ｒ１４)≦９．３２を満たす。この条件式は、第７レンズＬ７の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、レンズの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、条件式２．１６≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３―Ｒ１４)≦７．４６を満たす。

前記第７レンズＬ７の軸上厚みｄ１３と前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．１０を満たす。条件式の範囲内では、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０４≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．０８を満たす。

本実施形態において、撮像光学レンズ１０の絞り値ＦＮＯは、２．０１以下である。これによって、大口径を図り、結像性能が良好になる。

本実施形態において、撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、７．３８ミリメートル（ｍｍ）以下である。これによって、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、光学長ＴＴＬは、７．０５ミリメートル以下である。

上記条件式を満足する場合、撮像光学レンズ１０は、優れた光学性能を有するとともに、自由曲面を採用することによって、設計像面領域と実使用領域とのマッチングが可能となり、有効領域の像質を最大限に向上させることができる。この光学レンズ１０の特性によれば、この光学レンズ１０は、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。

以下、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は、以下の通りである。

焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、軸上厚みの単位は、ｍｍである。

ＴＴＬは、光学長（第１レンズＬ１の物体側面から結像面までの軸上距離）であり、単位がｍｍである。
絞り値ＦＮＯとは、撮像光学レンズの有効焦点距離と入射瞳径との比を指すものである。

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。その中で、第７レンズＬ７は、物体側面と像側面が自由曲面である。

ここで、各符号の意味は、以下の通りであり、
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：第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１２：第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径
Ｒ１３：第７レンズＬ７の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１４：第７レンズＬ７の像側面の中心曲率半径
Ｒ１５：光学フィルタＧＦの物体側面の中心曲率半径
Ｒ１６：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、又は、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の像側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１：第６レンズＬ６の軸上厚み
ｄ１２：第６レンズＬ６の像側面から第７レンズＬ７の物体側面までの軸上距離
ｄ１３：第７レンズＬ７の軸上厚み
ｄ１４：第７レンズＬ７の像側面から光学フィルタＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ１５：光学フィルタＧＦの軸上厚み
ｄ１６：光学フィルタＧＦの像側面から像面までの軸上距離
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
ｎｄ６：第６レンズＬ６のｄ線の屈折率
ｎｄ７：第７レンズＬ７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
ｖ６：第６レンズＬ６のアッベ数
ｖ７：第７レンズＬ７のアッベ数
ｖｇ：光学フィルタＧＦのアッベ数

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。

ｚ＝(ｃｒ^２)／{１＋[１―(ｋ＋１)(ｃ^２ｒ^２)]^１／２}
＋Ａ４ｒ^４＋Ａ６ｒ^６＋Ａ８ｒ^８＋Ａ１０ｒ^１０＋Ａ１２ｒ^１２＋Ａ１４ｒ^１４＋Ａ１６ｒ^１６＋Ａ１８ｒ^１８＋Ａ２０ｒ^２０（２４）
ただし、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(非球面において光軸からｒ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。

各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(２４)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（２４）の非球面多項式に限定されるものではない。

表３は、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０における自由曲面データを示す。

（２５）

ただし、ｋは円錐係数であり、Ｂｉは自由曲面係数であり、ｃは光学面中心における曲率であり、ｒは自由曲面上の点と光軸との垂直距離であり、ｘはｒのｘ方向成分であり、ｙはｒのｙ方向成分であり、ｚは、非球面深さ(非球面において光軸からｒ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。

個々の自由曲面は、便宜上、上記式(２５)に示すような拡張多項式面型（ＥｘｔｅｎｄｅｄＰｏｌｙｎｏｍｉａｌ）を用いる。ただし、本発明は、この式（２５）で表される自由曲面多項式形式に限定されるものではない。

図２は、第１実施例の撮像光学レンズ１０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示し、図２からわかるように、第１実施形態の撮像光学レンズ１０は、良好な結像品質を実現することができる。

後の表１３は、各実施例１、２、３、４の諸値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。

表１３に示すように、第１実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ＥＮＰＤが０．９２９ｍｍであり、全視野像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．９５°であり、ｘ方向の画角が、１０８．４１°であり、ｙ方向の画角が、９２．４６°である。前記撮像光学レンズ１０は、広角化、極薄化、大口径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。

（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、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。

図３は、本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。本実施形態において、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有し、その物体側面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面である。

表４、表５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。その中で、第１レンズＬ１は、物体側面と像側面が自由曲面である

表５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。

表６は本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズ２０における自由曲面データを示す。

図４は、第２実施例の撮像光学レンズ２０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示し、図４からわかるように、第２実施形態の撮像光学レンズ２０は、良好な結像品質を実現することができる。

表１３に示すように、第２実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ＥＮＰＤが０．９５１ｍｍであり、全視野像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角ＦＯＶが１２１．２２°であり、ｘ方向の画角が、１０６．５７°であり、ｙ方向の画角が、９０．１５°である。前記撮像光学レンズ２０は、広角化、極薄化、大口径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。

（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、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。

図５は、本発明の第３実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。本実施形態において、撮像光学レンズ３０は、物体側から像側に向かって、順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、絞りＳ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７から構成される。

本実施形態において、第２レンズＬ２は、像側面が近軸において凹面である。

表７、表８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。

表８は、本発明の第３実施形態の撮像光学レンズ３０における各レンズの非球面データを示す。

表９は、本発明の第３実施形態の撮像光学レンズ３０における自由曲面データを示す。

図６は、第３実施例の撮像光学レンズ３０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示し、図６からわかるように、第３実施形態の撮像光学レンズ３０は、良好な結像品質を実現することができる。

後の表１３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た。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満足する。

本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ＥＮＰＤが０．９２３ｍｍであり、全視野像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．００°であり、ｘ方向の画角が、１０７．３６°であり、ｙ方向の画角が、８９．３６°である。前記撮像光学レンズ３０は、広角化、極薄化、大口径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。

（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、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。

図７は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す模式図である。撮像光学レンズ４０は、物体側から像側に向かって、順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、絞りＳ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７から構成される。

表１０、表１１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。その中で、第２レンズＬ２は、物体側面と像側面が自由曲面である。

表１１は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０における各レンズの非球面データを示す。

表１２は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０における自由曲面データを示す。

図８は、第４実施例の撮像光学レンズ４０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内にある場合を示し、図８からわかるように、第４実施形態の撮像光学レンズ４０は、良好な結像品質を実現することができる。

後の表１３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システムは、上記条件式を満足する。

本実施形態において、前記撮像光学レンズは、入射瞳径ＥＮＰＤが０．９２３ｍｍであり、全視野像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内で結像効果が最も優れ、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．００°であり、ｘ方向の画角が、１０７．１８°であり、ｙ方向の画角が、８９．７９°である。前記撮像光学レンズ４０は、広角化、極薄化、大口径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。

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。

Claims

撮像光学レンズであって、
物体側から像側に向かって、順に第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、及び第７レンズから構成され、
前記第１レンズから前記第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１としたときに、以下の条件式（１）～（２）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
１．００≦ｆ２／ｆ≦４．００（１）
Ｒ１≦０（２）
前記第７レンズの焦点距離をｆ７としたときに、以下の条件式（３）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。
―５．２０≦ｆ７／ｆ≦―１．００（３）
前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２としたときに、以下の条件式（４）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。
２．５０≦Ｒ１１／Ｒ１２≦１０．００（４）
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、以下の条件式（５）～（７）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。
―３．６３≦ｆ１／ｆ≦―１．０８（５）
―０．４６≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦１．４５（６）
０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２０（７）
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、以下の条件式（８）～（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。
―７．８２≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦０．２０（８）
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１６（９）
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、以下の条件式（１０）～（１２）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。
―１０．０６≦ｆ３／ｆ≦４．３５（１０）
―２．８４≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１．３１（１１）
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１（１２）
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、以下の条件式（１３）～（１５）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。
―７．３８≦ｆ４／ｆ≦―１．４１（１３）
―０．１０≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦１．９４（１４）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０６（１５）
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、以下の条件式（１６）～（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。
１．２６≦ｆ５／ｆ≦９．５２（１６）
―０．９７≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦０．８１（１７）
０．０４≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５（１８）
前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１９）～（２１）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。
０．５４≦ｆ６／ｆ≦３．３４（１９）
０．６４≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１―Ｒ１２)≦３．２５（２０）
０．０４≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１６（２１）
前記第７レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２２）～（２３）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。
１．３５≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３―Ｒ１４)≦９．３２（２２）
０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．１０（２３）