JP6997284B2 - 撮像光学レンズ - Google Patents
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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。
撮像技術の発展につれ、撮像光学レンズは、様々な電子製品、例えば、スマートフォン、デジタルカメラ等に広く応用されてきている。所持の利便性のために、電子製品の軽量化・薄型化は、ますます人々に求められている。そのため、良好な結像品質を有する小型化の撮像光学レンズは、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、広角化、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、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1レンズの焦点距離をf1、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、前記第4レンズの軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式(1)~(5)を満たす。
0.75≦f1/f≦0.95 (1)
-4.50≦f3/f≦-3.00 (2)
2.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.00 (3)
3.00≦d7/d5≦5.00 (4)
-12.00≦R3/R4≦-2.50 (5)
前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1、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、前記第4レンズの軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式(1)~(5)を満たす。
0.75≦f1/f≦0.95 (1)
-4.50≦f3/f≦-3.00 (2)
2.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.00 (3)
3.00≦d7/d5≦5.00 (4)
-12.00≦R3/R4≦-2.50 (5)
好ましくは、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としたときに、以下の条件式(6)を満たす。
0.10≦R1/R2≦0.50 (6)
0.10≦R1/R2≦0.50 (6)
好ましくは、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(7)~(8)を満たす。
-5.55≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.84 (7)
0.06≦d1/TTL≦0.25 (8)
-5.55≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.84 (7)
0.06≦d1/TTL≦0.25 (8)
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(9)~(11)を満たす。
-128.92≦f2/f≦-1.44 (9)
0.22≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.27 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.07 (11)
-128.92≦f2/f≦-1.44 (9)
0.22≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.27 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.07 (11)
好ましくは、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(12)を満たす。
0.02≦d5/TTL≦0.10 (12)
0.02≦d5/TTL≦0.10 (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。
0.46≦f4/f≦3.90 (13)
0.66≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.01 (14)
0.10≦d7/TTL≦0.37 (15)
0.46≦f4/f≦3.90 (13)
0.66≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.01 (14)
0.10≦d7/TTL≦0.37 (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。
-3.64≦f5/f≦-0.52 (16)
0.87≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.12 (17)
0.05≦d9/TTL≦0.22 (18)
-3.64≦f5/f≦-0.52 (16)
0.87≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.12 (17)
0.05≦d9/TTL≦0.22 (18)
好ましくは、前記撮像光学レンズの像高をIH、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)を満たす。
TTL/IH≦1.38 (19)
TTL/IH≦1.38 (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≧80° (20)
FOV≧80° (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。
0.48≦f12/f≦1.68 (21)
0.48≦f12/f≦1.68 (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、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などの撮画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、順次に絞りS1、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から構成される。第5レンズL5と像面Siとの間にガラス平板GFが設けられており、ガラス平板GFが、カバーガラスであってもよく、光学フィルタ(filter)であってもよい。
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、順次に絞りS1、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から構成される。第5レンズL5と像面Siとの間にガラス平板GFが設けられており、ガラス平板GFが、カバーガラスであってもよく、光学フィルタ(filter)であってもよい。
本実施形態において、第1レンズL1は、正の屈折力を有し、第2レンズL2は、負の屈折力を有し、第3レンズL3は、負の屈折力を有し、第4レンズL4は、正の屈折力を有し、第5レンズL5は、負の屈折力を有する。
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1レンズL1の焦点距離をf1、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、第3レンズL3の軸上厚みをd5、第4レンズL4の軸上厚みをd7として定義すると、以下の条件式(1)~(5)を満たす。
0.75≦f1/f≦0.95 (1)
-4.50≦f3/f≦-3.00 (2)
2.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.00 (3)
3.00≦d7/d5≦5.00 (4)
-12.00≦R3/R4≦-2.50 (5)
0.75≦f1/f≦0.95 (1)
-4.50≦f3/f≦-3.00 (2)
2.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.00 (3)
3.00≦d7/d5≦5.00 (4)
-12.00≦R3/R4≦-2.50 (5)
ただし、条件式(1)は、第1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、システムの球面収差と像面湾曲とに対してバランスを効果的に取ることができる。
条件式(2)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。焦点距離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。
条件式(3)は、第3レンズ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、軸外画角の収差の補正に有利である。
条件式(4)は、第4レンズの厚みと第3レンズの厚みとの比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学システムの全長を短縮化に有利であり、極薄化の効果を図る。
条件式(5)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。
第1レンズL1の物体側面の曲率半径をR1、第1レンズL1の像側面の曲率半径をR2として定義すると、条件式0.10≦R1/R2≦0.50を満たす。この条件式は、第1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。
本実施形態において、第1レンズL1は、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。
第1レンズL1の物体側面の曲率半径をR1、第1レンズL1の像側面の曲率半径をR2として定義すると、条件式-5.55≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.84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-3.47≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.05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0.06≦d1/TTL≦0.25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0.10≦d1/TTL≦0.20を満たす。
本実施形態において、第2レンズL2は、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。
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-128.92≦f2/f≦-1.44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-80.57≦f2/f≦-1.80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0.22≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.27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0.35≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.01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0.02≦d3/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≦d3/TTL≦0.06を満たす。
本実施形態において、第3レンズL3は、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。
第3レンズL3の軸上厚みをd5、撮像光学レンズ10の光学長をTTLとして定義すると、条件式0.02≦d5/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≦d5/TTL≦0.08を満たす。
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凹面であり、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0.46≦f4/f≦3.90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0.74≦f4/f≦3.12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0.66≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.01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1.06≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.41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0.10≦d7/TTL≦0.37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0.16≦d7/TTL≦0.29を満たす。
本実施形態において、第5レンズL5は、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。
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-3.64≦f5/f≦-0.52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-2.27≦f5/f≦-0.66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0.87≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.12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1.40≦(R9+R10)/(R9-R10)≦2.50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≦0.22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≦0.18を満たす。
本実施形態において、撮像光学レンズ10全体の像高IHは、条件式TTL/IH≦1.38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の画角FOVは、80°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0.48≦f12/f≦1.68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0.76≦f12/f≦1.34を満たす。
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。
このように、撮像光学レンズ10は、良好な光学結像性能を有するとともに、大口径、広角化、極薄化の設計要求を満たすことができる。
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。
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。
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~第5レンズL5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~第5レンズL5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 :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、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(d線は、波長550nmの緑の光である)
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 :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、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(d線は、波長550nmの緑の光である)
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。
IH:像高
y=(x2/R)/{1+[1-(k+1)(x2/R2)]1/2}
+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (22)
IH:像高
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R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656nm、588nm、546nm、486nm及び436nm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。その中で、図2の軸上色収差図においては、縦座標が正規化された無次元の視野であり、1.0が最大視野を示す。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、入射瞳径が1.752mmであり、全視野の像高が3.24mmであり、対角線方向の画角が82.80°である。前記撮像光学レンズ10は、大口径、広角化、極薄化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。
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。
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656nm、588nm、546nm、486nm及び436nm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。その中で、図6の軸上色収差図においては、縦座標が正規化された無次元の視野であり、1.0が最大視野を示す。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、入射瞳径が1.770mmであり、全視野の像高が3.24mmであり、対角線方向の画角が82.00°である。前記撮像光学レンズ20は、大口径、広角化、極薄化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。
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。
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656nm、588nm、546nm、486nm及び436nm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。その中で、図10の軸上色収差図においては、縦座標が正規化された無次元の視野であり、1.0が最大視野を示す。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、入射瞳径が1.841mmであり、全視野の像高が3.24mmであり、対角線方向の画角が80.00°である。前記撮像光学レンズ30は、大口径、広角化、極薄化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、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1レンズの焦点距離をf1、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、前記第4レンズの軸上厚みをd7としたときに、以下の条件式(1)~(5)を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
0.75≦f1/f≦0.95 (1)
-4.50≦f3/f≦-3.00 (2)
2.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦8.00 (3)
3.00≦d7/d5≦5.00 (4)
-12.00≦R3/R4≦-2.50 (5) - 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としたときに、以下の条件式(6)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。
0.10≦R1/R2≦0.50 (6) - 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(7)~(8)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。
-5.55≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.84 (7)
0.06≦d1/TTL≦0.25 (8) - 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(9)~(11)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。
-128.92≦f2/f≦-1.44 (9)
0.22≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.27 (10)
0.02≦d3/TTL≦0.07 (11) - 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(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。
0.02≦d5/TTL≦0.10 (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。
0.46≦f4/f≦3.90 (13)
0.66≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.01 (14)
0.10≦d7/TTL≦0.37 (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。
-3.64≦f5/f≦-0.52 (16)
0.87≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.12 (17)
0.05≦d9/TTL≦0.22 (18) - 前記撮像光学レンズの像高をIH、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)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。
TTL/IH≦1.38 (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≧80° (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。
0.48≦f12/f≦1.68 (21)
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