JP5873209B1

JP5873209B1 - 撮像レンズ

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Publication number: JP5873209B1
Application number: JP2015219912A
Authority: JP
Inventors: 弘之寺岡
Original assignee: AAC Technologies Pte Ltd
Current assignee: AAC Technologies Pte Ltd
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: JP2017090639A; US20170131522A1; CN105866922A; US9678314B2; CN105866922B

Abstract

【課題】良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいＦ値を有する６枚のレンズで構成される撮像レンズの提供。【解決の手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、負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、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズが配置され、所定の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズに関する発明である。特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、良好な光学特性を有し、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）≦１．３８と低背で、全画角（以下、２ωとする）が、７８°以上の広角で、且つ、２．２以下の明るいＦ値（以下、Ｆｎｏとする）を有する６枚のレンズで構成される撮像レンズに関する発明である。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これらの撮像素子の小型化、高性能化に伴い、良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいＦｎｏを有する撮像レンズが求められている。

良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいＦｎｏを有する６枚のレンズで構成される撮像レンズに関する技術開発が進められている。この６枚構成の撮像レンズとしては、物体から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、負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、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズで構成されたものが提案されている。

特許文献１の実施例１〜３に開示された撮像レンズは、上記、６枚で構成された撮像レンズであるが、第４レンズの形状が、不十分なために、ＴＴＬ／ＩＨ≧１．４６４と低背化が不十分であった。

特許第５６５１８８１号

本発明の目的は、良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいＦｎｏを有する６枚のレンズで構成される撮像レンズの提供。

上記目的を達成するために、第４レンズのパワー配分及び、第４レンズの形状を鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善された撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。

請求項１記載の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、負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、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
５．００≦ｆ４／ｆ≦１０．００（１）
−４．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７−Ｒ８）≦−２．４０（２）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
Ｒ７：第４レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズの像面側面の曲率半径
である。

請求項２記載の撮像レンズは、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
０．７０≦ｆ１／ｆ≦０．９０（３）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
である。

請求項３記載の撮像レンズは、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
１．８０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦３．００（４）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
である。

請求項４記載の撮像レンズは、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
−１５．００≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）≦−５．００（５）
但し、
Ｒ５：第３レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ６：第３レンズの像面側面の曲率半径
である。

本発明によれば、特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、良好な光学特性を有し、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）≦１．３８と低背で、２ω≧７８°以上の広角で、Ｆｎｏ≦２．２と明るいＦｎｏを有する６枚のレンズで構成される撮像レンズの提供である。

本発明の一実施形態に係る撮像レンズＬＡの構成を示す図。上記撮像レンズＬＡの具体的実施例１の構成を示す図。実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）図。実施例１の撮像レンズＬＡの倍率色収差図実施例１の撮像レンズＬＡの像面湾曲及び歪曲収差図上記撮像レンズＬＡの具体的実施例２の構成を示す図。実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）図。実施例２の撮像レンズＬＡの倍率色収差図実施例２の撮像レンズＬＡの像面湾曲及び歪曲収差図

本発明に係る撮像レンズの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の一実施形態撮像レンズの構成図を図１に示す。この撮像レンズＬＡは、物体側から像面側へ向かって、第１レンズＬ１、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が配置された６枚構成のレンズ系を備えている。第６レンズＬ６と像面との間に、ガラス平板ＧＦが配置される。このガラス平板ＧＦとしては、カバーガラス、又は、ＩＲカットフィルターなどの機能を有するものを使用することができる。又、ガラス平板ＧＦは、第６レンズＬ６と像面の間に配置しなくともよい。

第１レンズＬ１は、正の屈折力を有するレンズであり、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有するレンズであり、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、第４レンズＬ４は、正の屈折力を有するレンズであり、第５レンズＬ５は、正の屈折力を有するレンズであり、第６レンズＬ６は、負の屈折力を有するレンズである。これらの６枚のレンズ表面は、諸収差を良好に補正するため、全面を非球面形状とすることが望ましい。

この撮像レンズＬＡは、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
５．００≦ｆ４／ｆ≦１０．００（１）
−４．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７−Ｒ８）≦−２．４０（２）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
Ｒ７：第４レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズの像面側面の曲率半径
である。

条件式（１）は、第４レンズＬ４の正の屈折率を規定するものである。条件式（１）の範囲外では、Ｆｎｏ≦２．２での低背、広角化が困難となり、好ましくない。
なお、条件式（１）の数値範囲を、以下の条件式（１−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
６．００≦ｆ４／ｆ≦８．００（１−Ａ）

条件式（２）は、第４レンズＬ４の形状を規定するものである。条件式（２）の範囲外では、Ｆｎｏ≦２．２での低背、広角化が困難となり、好ましくない。
なお、条件式（２）の数値範囲を、以下の条件式（２−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−３．５０≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７−Ｒ８）≦−２．６０（２−Ａ）

第１レンズＬ１は、正の屈折率を有し、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．７０≦ｆ１／ｆ≦０．９０（３）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
である。

条件式（３）は、第１レンズＬ１の正の屈折力を規定するものである。条件式（３）の下限を超えると、低背化には有利であるが、第１レンズＬ１の正の屈折力が強くなり過ぎ、諸収差の補正が困難となり好ましくなく、逆に上限を超えると第１レンズＬ１の正の屈折力が弱くなり過ぎ、低背化が困難となり好ましくない。
なお、条件式（３）の数値範囲を、以下の条件式（３−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
０．７３≦ｆ１／ｆ≦０．８０（３−Ａ）

第２レンズＬ２は、負の屈折率を有し、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
１．８０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦３．００（４）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
である。

条件式（４）は、第２レンズＬ２の形状を規定するものである。条件式（４）の範囲外では、Ｆｎｏ≦２．２での低背、広角に伴い、軸上色収差等の補正が困難となり、好ましくない。
なお、条件式（４）の数値範囲を、以下の条件式（４−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
２．００≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦２．５０（４−Ａ）

第３レンズＬ３は、負の屈折率を有し、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
−１５．００≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）≦−５．００（５）
但し、
Ｒ５：第３レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ６：第３レンズの像面側面の曲率半径
である。

条件式（５）は、第３レンズＬ３の形状を規定するものである。条件式（５）の範囲外では、Ｆｎｏ≦２．２での低背、広角に伴い、倍率色収差等の補正が困難となり、好ましくない。
なお、条件式（５）の数値範囲を、以下の条件式（５−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−１０．００≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）≦−８．００（５−Ａ）

撮像レンズＬＡを構成する６枚レンズが、それぞれ前記の構成及び、条件式を満たすことにより、良好な光学特性を有し、ＴＴＬ（光学長）／ＩＨ（像高）≦１．３８と低背で、２ω≧７８°の広角で、且つ、Ｆｎｏ≦２．２のＦ値を有する撮像レンズを得ることが可能となる。

以下に、本発明の撮像レンズＬＡについて、実施例を用いて説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位は、ｍｍである。
ｆ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
ｆ６：第６レンズＬ６の焦点距離
Ｆｎｏ：Ｆ値
２ω ：全画角
Ｓ１：開口絞り
Ｒ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の像面側面の曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の像面側面の曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の像面側面の曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像面側面の曲率半径
Ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側面の曲率半径
Ｒ１２：第６レンズＬ６の像面側面の曲率半径
Ｒ１３：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１４：ガラス平板ＧＦの像面側面の曲率半径
ｄ：レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
ｄ０：開口絞りＳ１から第１レンズＬ１物体側面までの距離
ｄ１：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２：第１レンズＬ１像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの距離
ｄ３：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４：第２レンズＬ２の像面側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６：第３レンズＬ３の像面側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８：第４レンズＬ４の像面側面から第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の中心厚
ｄ１０：第５レンズＬ５の像面側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１：第６レンズＬ６の中心厚
ｄ１２：第６レンズＬ６の像面側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ１３：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ１４：ガラス平板ＧＦの像面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：ガラス平板ＧＦのｄ線の屈折率
ν ：アッベ数
ν１：第１レンズＬ１のアッベ数
ν２：第２レンズＬ２のアッベ数
ν３：第３レンズＬ３のアッベ数
ν４：第４レンズＬ４のアッベ数
ν５：第５レンズＬ５のアッベ数
ν６：第６レンズＬ６のアッベ数
ν７：ガラス平板ＧＦのアッベ数
ＴＴＬ：光学長（第１レンズＬ１の物体側面から像面までの軸上距離）
ＬＢ：第６レンズＬ６の像面側面から像面までの軸上距離（ガラス平板ＧＦの厚み含む）

ｙ＝（ｘ²／Ｒ）／[１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ²／Ｒ²）｝^1/2]
＋Ａ４ｘ⁴＋Ａ６ｘ⁶＋Ａ８ｘ⁸＋Ａ１０ｘ¹⁰＋Ａ１２ｘ¹²＋Ａ１４ｘ¹⁴＋Ａ１６ｘ¹⁶ （６）

但し、Ｒは軸上の曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６は非球面係数である。

各レンズ面の非球面は、便宜上、式（７）で表される非球面を使用している。しかし、ながら、特に、この式（６）の非球面多項式に限定するものではない。

（実施例１）
図２は、実施例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表１に、円錐係数ｋ、非球面係数を表２に示す。

後に登場する表５は、各実施例１、２の諸値及び条件式（１）〜（５）で規定したパラメータに対応する値を示す。

実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図３に、倍率色収差を図４に、像面湾曲及び歪曲収差を図５に示す。なお、図５の像面湾曲のＳはサジタル像面に対する像面湾曲、Ｔはタンジェンシャル像面に対する像面湾曲であり、実施例２においても同様である。実施例１の撮像レンズＬＡは、２ω＝８０．５°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．３６１、Ｆｎｏ＝２．００と広角、低背で、且つ、Ｆｎｏが明るく、図３〜５に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例２）
図６は、実施例２の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例２の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νを表３に、円錐係数ｋ、非球面係数を表４に示す。

実施例２は、表５に示すように、条件式（１）〜（５）を満足する。

実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図７に、倍率色収差を図８に、像面湾曲及び歪曲収差を図９に示す。実施例２の撮像レンズＬＡは、２ω＝８０．６°、ＴＴＬ／ＩＨ＝１．３５９、Ｆｎｏ＝２．０と広角、低背で、且つ、Ｆｎｏが明るく、図７〜９に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。

表５に各数値実施例の諸値及び、条件式（１）〜（５）で規定したパラメータに対する値を示す。なお、表５に示す諸値単位は、２ω（°）、ｆ（ｍｍ）、ｆ１（ｍｍ）、ｆ２（ｍｍ）、ｆ３（ｍｍ）、ｆ４（ｍｍ）、ｆ５（ｍｍ）、ｆ６（ｍｍ）ＴＴＬ（ｍｍ）、ＬＢ（ｍｍ）、ＩＨ（ｍｍ）である。

ＬＡ：撮像レンズ
Ｓ１：開口絞り
Ｌ１：第１レンズ
Ｌ２：第２レンズ
Ｌ３：第３レンズ
Ｌ４：第４レンズ
Ｌ５：第５レンズ
Ｌ６：第６レンズ
ＧＦ：ガラス平板
Ｒ１：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の像面側面の曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の像面側面の曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の像面側面の曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像面側面の曲率半径
Ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側面の曲率半径
Ｒ１２：第６レンズＬ６の像面側面の曲率半径
Ｒ１３：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１４：ガラス平板ＧＦの像面側面の曲率半径
ｄ：レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
ｄ０：開口絞りＳ１から第１レンズＬ１物体側面までの距離
ｄ１：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２：第１レンズＬ１像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの距離
ｄ３：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４：第２レンズＬ２の像面側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６：第３レンズＬ３の像面側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８：第４レンズＬ４の像面側面から第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の中心厚
ｄ１０：第５レンズＬ５の像面側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１：第６レンズＬ６の中心厚
ｄ１２：第６レンズＬ６の像面側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ１３：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ１４：ガラス平板ＧＦの像面側面から像面までの軸上距離

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、負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、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
５．００≦ｆ４／ｆ≦１０．００（１）
−４．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７−Ｒ８）≦−２．４０（２）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
Ｒ７：第４レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズの像面側面の曲率半径
である。
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
０．７０≦ｆ１／ｆ≦０．９０（３）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
である。
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
１．８０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦３．００（４）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
である。
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
−１５．００≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）≦−５．００（５）
但し、
Ｒ５：第３レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ６：第３レンズの像面側面の曲率半径
である。