JP6205051B2

JP6205051B2 - 広角撮像レンズ

Info

Publication number: JP6205051B2
Application number: JP2016520692A
Authority: JP
Inventors: ダイ，フージエン; フアン，リン
Original assignee: ツェージャンサニーオプティクスカンパニーリミテッド
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: US20170227741A1; WO2016179986A1; CN105988192B; JP2017517756A; CN105988192A; US10036875B2

Description

本出願は、２０１５年５月８日に中国国家知識産権局に提出された特許出願番号が２０１５１０２３３３５５．Ｘ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、結像技術に関し、特に広角撮像レンズに関する。

近年、科学技術の進歩に伴い、携帯型電子製品が現れている。特に、カメラ機能付き携帯型電子製品はより多くの人気を得る。一般に、光学系の受光素子は、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）や相補型金属酸化膜半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）素子を含み、半導体プロセス技術の向上に伴い、受光素子のサイズがますます小さくなる。対応に、受光素子と合わせる撮像レンズもますます小さくなるとともに、高画質を確保する必要がある。従来技術には、通常、一般的には、レンズ枚数を増加することによって、画質を向上させるが、撮像レンズの小型化に不利である。また、画質を向上させるように、視野角が小さくなるが、撮像レンズの広角特性にも不利である。

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。

本発明による広角撮像レンズは、物体側より像側へ順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ及び第５レンズを備えており、前記第１レンズは、屈折力を有し、その物体側の面の近軸部が凹面であり、前記第２レンズは、屈折力を有し、その像側の面が凹面であり、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り、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のメニスカス形状であり、前記第５レンズは、屈折力を有し、その物体側の面の近軸部が凸面であり、且つその物体側の面及び像側の面の少なくとも一方には、少なくとも一つの変曲点が含まれている。前記広角撮像レンズにおいて、ＴＴＬ／ＩｍｇＨ＜１．７
−１．４＜ｆ／ｆ４＜０
（式中、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長、ＩｍｇＨは、前記広角撮像レンズの結像面における最大像高、ｆは、前記広角撮像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、前記広角撮像レンズは、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に設けられた絞りを備えている。

いくつかの実施形態において、前記広角撮像レンズは、
２５＜Ｖ１−Ｖ２＜４５
（式中、Ｖ１は前記第１レンズのアッベ数、Ｖ２は前記第２レンズのアッベ数である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記広角撮像レンズは、
０＜Ｄｒ１ｒ４／ＴＴＬ＜０．２５
（式中、Ｄｒ１ｒ４は、前記第１レンズ物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの軸上の距離、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記広角撮像レンズは、
｜ＳＡＧ４１／ＳＤ４１｜≧０．５６
（式中、ＳＡＧ４１は前記第４レンズの物体側の面の矢高、ＳＤ４１は前記第４レンズの像側の面の最大有効半径である。）
の関係式を満足する。

いくつかの実施形態において、前記広角撮像レンズは、ｔａｎ（ＨＦＯＶ）／ＴＴＬ＞０．３２ｍｍ^−１
（式中、ＨＦＯＶは、前記広角撮像レンズの最大視野角の半分、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長である。）
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５レンズは、正の屈折力を有し、その像側の面の近軸部が凹面である。

いくつかの実施形態において、前記第２レンズの物体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１レンズの像側の面の近軸部が凸面である。

前記第３レンズの物体側の面が凸面である。

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、下記の図面を結合した実施形態に対する説明において、明らかになり、理解されることが容易になる。その中で、
本発明実施形態１の広角撮像レンズの模式図である；実施形態１の広角撮像レンズの軸上色収差図（ミリメートル、ｍｍ）である；実施形態１の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態１の広角撮像レンズの歪曲収差図（百分比、％）である；実施形態１の広角撮像レンズの倍率色収差図（ミクロン、μｍ）である；本発明実施形態２の広角撮像レンズの模式図である；実施形態２の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態２の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態２の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態２の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態３の広角撮像レンズの模式図である；実施形態３の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態３の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態３の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態３の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態４の広角撮像レンズの模式図である；実施形態４の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態４の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態４の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態４の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態５の広角撮像レンズの模式図である；実施形態５の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態５の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態５の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態５の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態６の広角撮像レンズの模式図である；実施形態６の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態６の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態６の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態６の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態７の広角撮像レンズの模式図である；実施形態７の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態７の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態７の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態７の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態８の広角撮像レンズの模式図である；実施形態８の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態８の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態８の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態８の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態９の広角撮像レンズの模式図である；実施形態９の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態９の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態９の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；実施形態９の広角撮像レンズの倍率色収差図（μｍ）である；本発明実施形態１０の広角撮像レンズの模式図である；実施形態１０の広角撮像レンズの軸上色収差図（ｍｍ）である；実施形態１０の広角撮像レンズの非点収差図（ｍｍ）である；実施形態１０の広角撮像レンズの歪曲収差図（％）である；と実施形態１０の広角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。前記実施形態の実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「第一」、「第二」は説明のためだけに用いられるものであり、比較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と理解してはいけない。そこで、「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、あるいは互いに通信でも可能である。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の相互の作用関係も可能である。当業者にとって、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。

以下の説明において、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考することができる。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を参照して、本発明の実施形態の広角撮像レンズは、物体側より像側へ順に、屈折力を有する第１レンズＥ１、屈折力を有する第２レンズＥ２、正の屈折力を有する第３レンズＥ３、負の屈折力を有する第４レンズＥ４及び屈折力を有する第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。

結像時に、光線は広角撮像レンズの物側から入射して、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。

本実施形態において、物側の面Ｓ１の近軸部が凹面であり、像側の面Ｓ４が凹面であり、像側の面Ｓ６が凸面であり、物体側の面Ｓ７が凹面のメニスカス形状であり、物体側の面Ｓ９の近軸部が凸面であり、且つその物体側の面Ｓ９及び像側の面Ｓ１０の少なくとも一方には、少なくとも一つの変曲点が含まれている。

広角撮像レンズは、ＴＴＬ／ＩｍｇＨ＜１．７
−１．４＜ｆ／ｆ４＜０
（式中、ＴＴＬは、広角撮像レンズのレンズ全長、即ち、物体側の面Ｓ１から結像面Ｓ１３までの光軸上の距離であり、ＩｍｇＨは、結像面Ｓ１３における最大像高であり、ｆは、広角撮像レンズの有効焦点距離であり、ｆ４は、第４レンズＥ４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のは、広角撮像レンズのレンズ全長を短縮するのに有利であり、広角撮像レンズの小型化を確保できるとともに、広角撮像レンズの広角特性を確保できるのにも有利であり、広角撮像レンズの画質を向上させる。

広角撮像レンズは、第２レンズＥ２と第３レンズＥ３との間に設けられた絞りＳＴＯを備えている。

広角撮像レンズは、
２５＜Ｖ１−Ｖ２＜４５
（式中、Ｖ１は第１レンズＥ１のアッベ数、Ｖ２は第２レンズＥ２のアッベ数である。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足するのは、撮像レンズの視野角を拡大することに有利であり、広角撮像レンズの広角特性を確保できる。

広角撮像レンズは、
０＜Ｄｒ１ｒ４／ＴＴＬ＜０．２５
（式中、Ｄｒ１ｒ４は、物体側の面Ｓ１から像側の面Ｓ４までの距離である。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足するのは、広角撮像レンズの小型化に有利である。

前記広角撮像レンズは、
｜ＳＡＧ４１／ＳＤ４１｜≧０．５６
（式中、ＳＡＧ４１は物体側の面Ｓ９の矢高、ＳＤ４１は物体側の面Ｓ９の最大有効半径である。）の関係式を満足する。

上述の関係式を満足するのは、撮像レンズの視野角を拡大するのに有利である。

前記広角撮像レンズは、ｔａｎ（ＨＦＯＶ）／ＴＴＬ＞０．３２ｍｍ^−１
（式中、ＨＦＯＶは、広角撮像レンズの最大視野角の半分ある。）
の関係式を満足する。

上述の関係式を満足するのは、広角撮像レンズの広角特性を確保する同時に、広角撮像レンズの小型化を確保するのに有利である。

本実施形態において、第５レンズＥ５は、正の屈折力を有し、像側の面Ｓ１０の近軸部が凹面である。

本実施形態において、物体側の面Ｓ３が凸面である。

本実施形態において、像側の面Ｓ２の近軸部が凸面である。
本実施形態において、物体側の面Ｓ５が凸面である。

上述のレンズの屈折力及び形状に対する要求を満足するのは、視野角と画質を効果的に両立し、広角撮像レンズの広角特性を確保できるとともに、広角撮像レンズの画質を更に向上し、広角撮像レンズのレンズ全長を短縮することができる。

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において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−９．７９ｍｍ、ｆ２＝１１．８８ｍｍ、ｆ３＝−１．５１ｍｍ、ｆ４＝−２．２５ｍｍ、ｆ５＝２．７４ｍｍ、ｆ＝１．９３ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．０°、ＴＴＬ＝３．３７ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例２において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−６６．２ｍｍ、ｆ２＝−１９２．３ｍｍ、ｆ３＝１．４３ｍｍ、ｆ４＝−１．５７ｍｍ、ｆ５＝２．１５ｍｍ、ｆ＝１．９６ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５２．３°、ＴＴＬ＝３．６３ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例３において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−１５．２ｍｍ、ｆ２＝１７．３３ｍｍ、ｆ３＝１．３８ｍｍ、ｆ４＝−１．７５ｍｍ、ｆ５＝２．５８ｍｍ、ｆ＝１．９４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５２．６°、ＴＴＬ＝３．６８ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例４において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−９．０９ｍｍ、ｆ２＝５．２６ｍｍ、ｆ３＝１．５２ｍｍ、ｆ４＝−３．４７ｍｍ、ｆ５＝６．１８ｍｍ、ｆ＝１．６２ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．２°、ＴＴＬ＝２．７６ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例５において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−９．０１ｍｍ、ｆ２＝６．６５ｍｍ、ｆ３＝１．５８ｍｍ、ｆ４＝−３．３９ｍｍ、ｆ５＝３．２９ｍｍ、ｆ＝１．６７ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．１°、ＴＴＬ＝３．１４ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例６において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−５．５２ｍｍ、ｆ２＝５．７２ｍｍ、ｆ３＝１．３３ｍｍ、ｆ４＝−２．３３ｍｍ、ｆ５＝２．４１ｍｍ、ｆ＝１．６４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．１°、ＴＴＬ＝３．３６ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例７において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝２６．８９ｍｍ、ｆ２＝−４．６８ｍｍ、ｆ３＝１．２９ｍｍ、ｆ４＝−１．４４ｍｍ、ｆ５＝１．６ｍｍ、ｆ＝１．６７ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．４°、ＴＴＬ＝３．２９ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例８において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝８．９１ｍｍ、ｆ２＝−７．２１ｍｍ、ｆ３＝１．２６ｍｍ、ｆ４＝−４．４８ｍｍ、ｆ５＝−３８９．８ｍｍ、ｆ＝１．８７ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５０．４°、ＴＴＬ＝３．１７ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例９において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−３．４７ｍｍ、ｆ２＝３．５３ｍｍ、ｆ３＝１．３５ｍｍ、ｆ４＝−４．１１ｍｍ、ｆ５＝５．２９ｍｍ、ｆ＝１．５１ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５１．２°、ＴＴＬ＝３．０８ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例１０において、広角撮像レンズは以下の表中の条件を満たす。

なお、ｆ１＝−１８４．７ｍｍ、ｆ２＝９３．５８ｍｍ、ｆ３＝１．４ｍｍ、ｆ４＝−２．１１ｍｍ、ｆ５＝３．２９ｍｍ、ｆ＝１．９４ｍｍ、ＨＦＯＶ＝５１．５°、ＴＴＬ＝３．６２ｍｍ、Ｆｎｏは２．４である。

実施例１〜１０において、条件式は、以下の表中の条件を満足する。

広角撮像レンズに対して本発明の原理及び具体的な実施形態を説明したが、当業者は、本発明の教示に基ついて、上述の実施例をもとに、さまざまな改善及び変形を行うことができる。しかも、これらの改善及び変形は、いずれも本発明の範囲に属する。上述の具体的な説明は、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。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲及びその等価物により限定される。

Claims

物体側より像側へ順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ及び第５レンズからなり、
前記第１レンズは、屈折力を有し、その物体側の面の近軸部が凹面であり、
前記第２レンズは、屈折力を有し、その像側の面が凹面であり、
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り、
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のメニスカス形状であり、
前記第５レンズは、屈折力を有し、その物体側の面の近軸部が凸面であり、且つその物体側の面及び像側の面の少なくとも一方には、少なくとも一つの変曲点が含まれている広角撮像レンズにおいて、
ＴＴＬ／ＩｍｇＨ＜１．７
−１．４＜ｆ／ｆ４＜０
（式中、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長、ＩｍｇＨは、前記広角撮像レンズの結像面における最大像高、ｆは、前記広角撮像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である。）
の関係式を満足することを特徴とする広角撮像レンズ。
前記広角撮像レンズは、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に設けられた絞りを備えていることを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記広角撮像レンズは、
２５＜Ｖ１−Ｖ２＜４５
（式中、Ｖ１は前記第１レンズのアッベ数、Ｖ２は前記第２レンズのアッベ数である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記広角撮像レンズは、
０＜Ｄｒ１ｒ４／ＴＴＬ＜０．２５
（式中、Ｄｒ１ｒ４は、前記第１レンズ物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの軸上の距離、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記広角撮像レンズは、
｜ＳＡＧ４１／ＳＤ４１｜≧０．５６
（式中、ＳＡＧ４１は前記第４レンズの物体側の面の矢高、ＳＤ４１は前記第４レンズの像側の面の最大有効半径である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記広角撮像レンズは、ｔａｎ（ＨＦＯＶ）／ＴＴＬ＞０．３２
（式中、ＨＦＯＶは、前記広角撮像レンズの最大視野角の半分、ＴＴＬは、前記広角撮像レンズのレンズ全長である。）
の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記第５レンズは、正の屈折力を有し、その像側の面の近軸部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広角撮像レンズ。
前記第２レンズの物体側の面が凸面であることを特徴とする請求項７に記載の広角撮像レンズ。
前記第１レンズの像側の面の近軸部が凸面であることを特徴とする請求項８に記載の広角撮像レンズ。
前記第３レンズの物体側の面が凸面であることを特徴とする請求項９に記載の広角撮像レンズ。