JP2022027410A - 撮像光学レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、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、順に負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第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レンズから構成され、撮像光学レンズの焦点距離をｆ、第３レンズの焦点距離をｆ３、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１レンズの軸上厚みをｄ１、第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離をｄ２としたときに、条件式２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００、－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００、１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０を満たす。当該撮像光学レンズは、優れた光学性能を有すると共に、大口径、広角化及び極薄化の設計要求を満たすことができる。【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。
近年、スマートフォンの登場に伴い、小型化の撮像レンズに対する需要がますます高まっているが、撮像レンズの感光素子は、一般的に、感光結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体素子（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｅｎｓｏｒ、ＣＭＯＳ Ｓｅｎｓｏｒ）の２種類のみに大別される。また、半導体製造プロセスの技術の進歩により、感光素子の画素サイズが縮小可能であるとともに、現在の電子製品は、優れた機能および軽量化・薄型化・小型化の外観を発展の傾向とする。そのため、良好な結像品質を有する小型化の撮像レンズは、現在の市場において既に主流となっている。
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。しかしながら、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枚式のレンズ構成が徐々にレンズの設計に現れている。よく見られる５枚式のレンズは、比較的に良好な光学性能を有するが、その屈折力、レンズ間隔及びレンズ形状の設置に依然として不合理性がある程度存在するため、レンズ構造は、良好な光学性能を有しつつ、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。
したがって、良好な光学性能を有しつつ、大口径、広角化及び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。
本発明は、従来の撮像光学レンズに存在した大口径、広角化、極薄化が不十分という問題を解決するための撮像光学レンズを提供することを目的とする。
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、順に負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第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レンズから構成され、
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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１レンズの軸上厚みをｄ１、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としたときに、以下の条件式（１）～（３）を満たす。
２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００ （１）
－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００ （２）
１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０ （３）
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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１レンズの軸上厚みをｄ１、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としたときに、以下の条件式（１）～（３）を満たす。
２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００ （１）
－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００ （２）
１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０ （３）
好ましくは、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第５レンズの焦点距離をｆ５としたときに、以下の条件式（４）を満たす。
－１．５０≦ｆ５／ｆ４≦－１．００ （４）
－１．５０≦ｆ５／ｆ４≦－１．００ （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としたときに、以下の条件式（５）～（７）を満たす。
－４．５２≦ｆ１／ｆ≦－１．１２ （５）
０．７５≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦３．０７ （６）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７ （７）
－４．５２≦ｆ１／ｆ≦－１．１２ （５）
０．７５≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦３．０７ （６）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７ （７）
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、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）～（１０）を満たす。
０．７５≦ｆ２／ｆ≦３．４９ （８）
－０．６５≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦－０．０１ （９）
０．０８≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．２６ （１０）
０．７５≦ｆ２／ｆ≦３．４９ （８）
－０．６５≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦－０．０１ （９）
０．０８≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．２６ （１０）
好ましくは、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（１１）～（１２）を満たす。
－１３．４０≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦－０．６１ （１１）
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （１２）
－１３．４０≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦－０．６１ （１１）
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （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。
０．４１≦ｆ４／ｆ≦１．３８ （１３）
０．４３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．９３ （１４）
０．１１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．３８ （１５）
０．４１≦ｆ４／ｆ≦１．３８ （１３）
０．４３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．９３ （１４）
０．１１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．３８ （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曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の曲率半径を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。
－２．５４≦ｆ５／ｆ≦－０．６０ （１６）
０．９５≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦３．９７ （１７）
０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１７ （１８）
－２．５４≦ｆ５／ｆ≦－０．６０ （１６）
０．９５≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦３．９７ （１７）
０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１７ （１８）
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（１９）を満たす。
ＦＮＯ≦２．２３ （１９）
ＦＮＯ≦２．２３ （１９）
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（２０）を満たす。
ＦＯＶ≧１１９° （２０）
ＦＯＶ≧１１９° （２０）
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（２１）を満たす。
２．９４≦ｆ１２／ｆ≦４２．３２ （２１）
２．９４≦ｆ１２／ｆ≦４２．３２ （２１）
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、優れた光学性能を有するとともに、大口径、広角化及び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。
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。
以下、図面及び実施形態を参照しながら、本発明をさらに説明する。
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。
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１～図４を併せて参照すると、本発明は、第１実施形態の撮像光学レンズ１０を提供する。図１において、左側が物体側であり、右側が像側である。撮像光学レンズ１０は、５枚のレンズを主に備えており、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、及び第５レンズＬ５から構成される。第５レンズＬ５と像面Ｓｉとの間に光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）やガラス平板ＧＦなどの光学素子が設けられてもよい。
図１～図４を併せて参照すると、本発明は、第１実施形態の撮像光学レンズ１０を提供する。図１において、左側が物体側であり、右側が像側である。撮像光学レンズ１０は、５枚のレンズを主に備えており、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、及び第５レンズＬ５から構成される。第５レンズＬ５と像面Ｓｉとの間に光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）やガラス平板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。
ここで、撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、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、第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１、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として定義すると、以下の条件式（１）～（３）を満たす。
２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００ （１）
－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００ （２）
１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０ （３）
２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００ （１）
－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００ （２）
１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０ （３）
ただし、条件式（１）は、第３レンズの焦点距離とシステム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、システム性能の向上に有利である。
条件式（２）は、第２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。
条件式（３）において、ｄ１／ｄ２が条件を満たす場合、結像品質の向上に有利である。
第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５として定義すると、条件式－１．５０≦ｆ５／ｆ４≦－１．００を満たす。この条件式は、第５レンズの焦点距離と第４レンズ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、像面湾曲の補正に有利であり、さらに結像品質を向上させる。
本実施形態において、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凸面であり、像側面が近軸において凹面である。
撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１として定義すると、条件式－４．５２≦ｆ１／ｆ≦－１．１２を満たす。この条件式は、第１レンズＬ１の負の屈折力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レンズは適切な負の屈折力を有し、システム収差の低減に有利であるとともに、レンズの極薄広角化にも有利である。好ましくは、条件式－２．８３≦ｆ１／ｆ≦－１．３９を満たす。
第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径Ｒ１と第１レンズＬ１の像側面の曲率半径Ｒ２は、条件式０．７５≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦３．０７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１．２０≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦２．４５を満たす。
第１レンズＬ１の軸上厚みｄ１と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７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０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１３を満たす。
本実施形態において、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。
撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２として定義すると、条件式０．７５≦ｆ２／ｆ≦３．４９を満たす。第２レンズＬ２の負屈折力を合理的な範囲に規定することにより、光学システムの収差の補正に有利である。好ましくは、条件式１．２０≦ｆ２／ｆ≦２．７９を満たす。
第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径Ｒ３と第２レンズＬ２の像側面の曲率半径Ｒ４は、条件式－０．６５≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦－０．０１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。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、軸上色収差の補正に有利になる。好ましくは、条件式－０．４１≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦－０．０１を満たす。
第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０８≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．２６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０．１３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．２１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凹面である。
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として定義すると、条件式－１３．４０≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦－０．６１を満たす。この条件式は、第３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－８．３８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦－０．７６を満たす。
第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７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≦０．０６を満たす。
本実施形態において、第４レンズＬ４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、その像側面が近軸において凸面である。
第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、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０．４１≦ｆ４／ｆ≦１．３８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０．６６≦ｆ４／ｆ≦１．１０を満たす。
第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径Ｒ７と第４レンズＬ４の像側面の曲率半径Ｒ８は、条件式０．４３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．９３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。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０．６９≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．５５を満たす。
第４レンズＬ４の軸上厚みｄ７と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．１１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．３８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０．１８≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．３０を満たす。
本実施形態において、第５レンズＬ５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、その像側面が近軸において凹面である。
第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５、撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式－２．５４≦ｆ５／ｆ≦－０．６０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－１．５８≦ｆ５／ｆ≦－０．７５を満たす。
第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径Ｒ９と第５レンズＬ５の像側面の曲率半径Ｒ１０は、条件式０．９５≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦３．９７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１．５２≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦３．１８を満たす。
第５レンズＬ５の軸上厚みｄ９と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１７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０．０８≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１４を満たす。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０全体の絞り値ＦＮＯは、２．２３以下である。これにより、大口径を図る。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０の画角ＦＯＶは、１１９°以上である。これにより、広角化を図る。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０の像高ＩＨは、条件式ＴＴＬ／ＩＨ≦１．８１を満たす。これにより、極薄化を図る。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０全体の焦点距離ｆ、及び、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離ｆ１２は、条件式２．９４≦ｆ１２／ｆ≦４２．３２を満たす。条件式の範囲内では、前記撮像光学レンズ１０の収差及び歪みを解消可能でありながら、撮像光学レンズ１０のバックフォーカスも抑圧し、映像レンズ系の小型化を維持できる。好ましくは、条件式４．７１≦ｆ１２／ｆ≦３３．８６を満たす。
本発明の前記撮像光学レンズ１０の焦点距離、各レンズの焦点距離及び曲率半径が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しつつ、大口径、広角化及び極薄化の設計要求を満足することができる。この撮像光学レンズ１０の特性によれば、この撮像光学レンズ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。
また、本実施形態による撮像光学レンズ１０において、各レンズの面は、非球面として設けられてもよい。非球面は、球面以外の形状で容易に形成でき、より多くの制御変数を得ることができるので、収差を低減し、さらに使用されるレンズの数を減らすことができるため、撮像光学レンズ１０の全長を効果的に低減することが可能となる。本実施形態では、各レンズの物体側面及び像側面は、いずれも非球面である。
なお、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が上述した構成とパラメータ関係を有するため、撮像光学レンズ１０は、各レンズの屈折力、間隔及び形状を合理的に配分でき、それによって様々な種類の収差を補正することができる。
以下では、実施例を用いて本発明の撮像光学レンズ１０を説明する。各実施例に記載された符号は、以下の通りである。焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚み、変曲点位置、停留点位置の単位は、ｍｍである。
ＴＴＬは、光学長(第１レンズＬ１の物体側面から像面Ｓｉ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。
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。
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。
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。具体的な実施可能な技術案について、以下の通りである。
以下、図１に示す撮像光学レンズ１０の設計データを示している。
表１は、本発明の第１実施形態において撮像光学レンズ１０を構成する第１レンズＬ１～光学フィルタＧＦの物体側面の曲率半径及び像側面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上厚み、隣接する２つレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、およびアッベ数ｖｄを示している。なお、本実施形態において、Ｒとｄの単位は、いずれもミリメートル（ｍｍ）である。
表１は、本発明の第１実施形態において撮像光学レンズ１０を構成する第１レンズＬ１～光学フィルタＧＦの物体側面の曲率半径及び像側面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上厚み、隣接する２つレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、およびアッベ数ｖｄを示している。なお、本実施形態において、Ｒとｄの単位は、いずれもミリメートル（ｍｍ）である。
上記の表において各符号の意味は、以下の通りであり、
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの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
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの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
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。
表２において、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。
ｙ＝(ｘ２／Ｒ)／[１＋{１－(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)}１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６ ＋Ａ１８ｘ１８＋Ａ２０ｘ２０ （２２）
ｙ＝(ｘ２／Ｒ)／[１＋{１－(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)}１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６ ＋Ａ１８ｘ１８＋Ａ２０ｘ２０ （２２）
ただし、ｘは、非球面曲線における点と光軸との垂直距離であり、ｙは、非球面深度(非球面における光軸からｘだけ離れた点と、非球面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。
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(２２)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（２２）の非球面多項式に限定されるものではない。
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(２２)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（２２）の非球面多項式に限定されるものではない。
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。ここで、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し、Ｐ４Ｒ１、Ｐ４Ｒ２は、それぞれ第４レンズＬ４の物体側面と像側面を示し、Ｐ５Ｒ１、Ｐ５Ｒ２は、それぞれ第５レンズＬ５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。
なお、後の表１３には、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態における各種パラメータ及び条件式で規定されたパラメータに対応する値が示されている。
表１３に示すように、第１実施形態は、各条件式を満たす。
図２、図３は、それぞれ波長４３５ｎｍ、４８６ｎｍ、５４６ｎｍ、５８７ｎｍ及び６５６ｎｍの光が撮像光学レンズ１０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図４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及び歪曲収差を示す模式図である。図４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ１０は、入射瞳径ＥＮＰＤが０．８４３ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．６２ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１１９．４０°である。前記撮像光学レンズ１０は、大口径、広角及び極薄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つつ、優れた光学特性を有する。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る撮像光学レンズ２０の構造を示す模式図である。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し、以下に相違点のみについて説明する。
本実施形態において、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面である。
図５は、第２実施形態に係る撮像光学レンズ２０の構造を示す模式図である。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し、以下に相違点のみについて説明する。
本実施形態において、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面である。
表５、表６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。
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。
表７、表８は撮像光学レンズ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。
なお、後の表１３には、さらに、第２実施形態における各種パラメータ及び条件式で規定されたパラメータに対応する値が示されている。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズは、上記条件式を満たす。
図６、図７は、それぞれ波長４３５ｎｍ、４８６ｎｍ、５４６ｎｍ、５８７ｎｍ及び６５６ｎｍの光が撮像光学レンズ２０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図８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及び歪曲収差を示す模式図である。図８の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ２０は、入射瞳径ＥＮＰＤが０．８５０ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．６２ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１１９．４０°である。撮像光学レンズ２０は、大口径、広角及び極薄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つつ、優れた光学特性を有する。
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０の構造を示す模式図である。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し、以下に相違点のみについて説明する。
本実施形態において、第３レンズＬ３は、像側面が近軸において凸面である。
図９は、第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０の構造を示す模式図である。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し、以下に相違点のみについて説明する。
本実施形態において、第３レンズＬ３は、像側面が近軸において凸面である。
表９、表１０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１０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１１、表１２は、撮像光学レンズ３０における各レンズの変曲点および停留点設計データを示す。
なお、後の表１３には、さらに、第３実施形態における各種パラメータ及び条件式で規定されたパラメータに対応する値が示されている。明らかに、本実施形態の撮像光学レンズは、上記条件式を満たす。
図１０、図１１は、それぞれ波長４３５ｎｍ、４８６ｎｍ、５４６ｎｍ、５８７ｎｍ及び６５６ｎｍの光が撮像光学レンズ３０を通った後の軸上色収差および倍率色収差を示す模式図である。図１２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１２の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ３０は、入射瞳径ＥＮＰＤが０．８４２ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．６２ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１１９．４０°である。前記撮像光学レンズ３０は、大口径、広角及び極薄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つつ、優れた光学特性を有する。
以下、表１３では、上記条件式に従って第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態における各条件式に対応する値、及び他の関連パラメータの取り得る値が挙げられている。
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施形態であり、当業者であれば、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (10)
- 撮像光学レンズであって、
物体側から像側に向かって、順に負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第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レンズから構成され、
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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１レンズの軸上厚みをｄ１、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としたときに、以下の条件式（１）～（３）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
２．５０≦ｆ３／ｆ≦６．００ （１）
－２．００≦Ｒ４／Ｒ３≦－１．００ （２）
１．００≦ｄ１／ｄ２≦１．８０ （３） - 前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第５レンズの焦点距離をｆ５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。
－１．５０≦ｆ５／ｆ４≦－１．００ （４） - 前記第１レンズの焦点距離をｆ１、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。
－４．５２≦ｆ１／ｆ≦－１．１２ （５）
０．７５≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦３．０７ （６）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７ （７） - 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）～（１０）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。
０．７５≦ｆ２／ｆ≦３．４９ （８）
－０．６５≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦－０．０１ （９）
０．０８≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．２６ （１０） - 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（１１）～（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。
－１３．４０≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦－０．６１ （１１）
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （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。
０．４１≦ｆ４／ｆ≦１．３８ （１３）
０．４３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．９３ （１４）
０．１１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．３８ （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曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の曲率半径を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。
－２．５４≦ｆ５／ｆ≦－０．６０ （１６）
０．９５≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦３．９７ （１７）
０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１７ （１８） - 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（１９）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。
ＦＮＯ≦２．２３ （１９） - 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（２０）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≧１１９° （２０） - 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（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。
２．９４≦ｆ１２／ｆ≦４２．３２ （２１）
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