JP6205051B2 - 広角撮像レンズ - Google Patents

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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−coupled device、CCD)や相補型金属酸化膜半導体(complementary metal−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 (10)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
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