JP7011691B1 - 撮像光学レンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、光学レンズ分野に関し、撮像光学レンズを開示する。【解決手段】当該撮像光学レンズは、合計で７枚のレンズを備え、７枚の前記レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズおよび負の屈折力を有する第７レンズであり、第１レンズから第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、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－５．００≦ｆ１／ｆ≦－１．００、１．５０≦ｄ１／ｄ２≦７．００を満たす。本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学性能を有するとともに、極薄化及び広角化の設計要求を満たす。【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、結像レンズの発展と伴い、人々のレンズに対する結像要求もますます高くなっている。その中、レンズの「夜景撮影」及び「背景ボケ」もレンズ結像性能を評価する重要な指標となっている。現在、回転対称の非球面が採用されることが多いが、この種の非球面は、タンジェンシャル平面内のみにおいて十分な自由度を有し、軸外収差を良好に補正することができない。且つ、従来の構造の屈折力配分、レンズ間隔及びレンズ形状の設置が不十分であるため、レンズの極薄化及び広角化も不十分となり、更に、回転対称の非球面は、収差を良好に補正することができない。自由曲面は、非回転対称の表面タイプであり、収差をより良くバランスさせ、結像品質を向上させ得るとともに、自由曲面の加工も徐々に成熟する。レンズ結像に対する要求の向上と伴い、レンズの設計時に自由曲面を加えることは、非常に重要であり、特に広角及び極広角レンズの設計において一段と明らかである。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、良好な光学性能を有するとともに、極薄化及び広角化の特性を有する撮像光学レンズを提供することを目的とする。
上記技術問題を解決するために、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、合計で７枚のレンズを備え、７枚の前記レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズおよび負の屈折力を有する第７レンズであり、前記第１レンズから前記第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、
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）～（２）を満たす。
－５．００≦ｆ１／ｆ≦－１．００ （１）
１．５０≦ｄ１／ｄ２≦７．００ （２）
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としたときに、以下の条件式（３）を満たす。
０≦Ｒ３／Ｒ４≦２．００ （３）
前記第７レンズの焦点距離をｆ７としたときに、以下の条件式（４）を満たす。
－４．００≦ｆ７／ｆ≦－１．５０ （４）
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）～（６）を満たす。
－５．４１≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０．５５ （５）
０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１８ （６）
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（７）～（９）を満たす。
－１２．０１≦ｆ２／ｆ≦４．７２ （７）
－４．８０≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦５．８３ （８）
０．０３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
好ましくは、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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（１０）～（１２）を満たす。
０．６３≦ｆ３／ｆ≦２．２１ （１０）
０．０７≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．２４ （１１）
０．０６≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１ （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。
－７．１４≦ｆ４／ｆ≦－１．２５ （１３）
０．２９≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦２．２８ （１４）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０７ （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。
－２１６．５７≦ｆ５／ｆ≦３．８０ （１６）
－２１．０８≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦２．８１ （１７）
０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５ （１８）
好ましくは、前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、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）～（２１）を満たす。
０．４８≦ｆ６／ｆ≦２．４７ （１９）
０．４７≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１－Ｒ１２)≦２．５３ （２０）
０．０５≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１７ （２１）
好ましくは、前記第７レンズの物体側面の曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、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（２２）～（２３）を満たす。
０．９６≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３－Ｒ１４)≦５．１９ （２２）
０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．２４ （２３）
本発明は、下記の有利な作用効果を有する。本発明の撮像光学レンズは、良好な光学性能を有するとともに、極薄化、広角化の特性を有し、また、第１レンズから第７レンズのうちの少なくとも１つのレンズが自由曲面を含むため、収差を効果的に補正可能であり、更に光学システム性能を向上させ、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が明瞭に説明されるように、以下では、実施形態の記述に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、下記の図面が単に本発明の幾つかの実施形態に係り、当業者にとって、進歩性に値する労働をせずにこれらの図面から他の図面を取得可能である。
本発明の第１実施形態の撮像光学レンズの構造模式図である。 図１に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。 本発明の第２実施形態の撮像光学レンズの構造模式図である。 図３に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。 本発明の第３実施形態の撮像光学レンズの構造模式図である。 図５に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。 本発明の第４実施形態の撮像光学レンズの構造模式図である。 図７に示す撮像光学レンズのＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。
本発明の目的、解決手段およびメリットがより明瞭になるように、以下では、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。本発明の各実施形態において本発明をより良好に理解するために多くの技術の詳細を述べることは、当業者に理解され得る。しかし、これらの技術の詳細および以下の各実施形態に基づく様々な変更および修正がなくても、本発明が保護請求する技術案も実現できる。
（第１実施形態）
図面を参照すると、本発明は、撮像光学レンズ１０を提供する。図１は、本発明の第１実施形態の撮像光学レンズ１０を示す。前記撮像光学レンズ１０は、合計で７枚のレンズを備える。具体的に、前記撮像光学レンズ１０は、物体側から像側へ順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、絞りＳ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７によって構成される。第７レンズＬ７と像面Ｓｉの間には、光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）ＧＦ等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り、第６レンズＬ６は、プラスチック材質であり、第７レンズＬ７は、プラスチック材質である。
前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、前記第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１として定義すると、条件式－５．００≦ｆ１／ｆ≦－１．００を満たす。この条件式は、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。これにより、システムの球面収差および像面湾曲量を効果的にバランスさせることができる。好ましくは、条件式－４．７１≦ｆ１／ｆ≦－１．１８を満たす。
前記第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１、前記第１レンズＬ１の像側面から前記第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、条件式１．５０≦ｄ１／ｄ２≦７．００を満たす。この条件式は、第１レンズの厚みと第１及び第２レンズの空気間隔との比を規定するものである。条件式の範囲内では、光学長の短縮化に有利であり、極薄化効果を図ることができる。好ましくは、条件式１．５１≦ｄ１／ｄ２≦６．８４を満たす。
本実施形態において、前記第１レンズＬ１から前記第７レンズＬ７のうちの少なくとも１つが自由曲面を含むと定義し、収差を効果的に補正可能であり、更に光学システム性能を向上させる。
前記第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径をＲ３、前記第２レンズＬ２の像側面の曲率半径をＲ４として定義すると、条件式０≦Ｒ３／Ｒ４≦２．００を満たす。この条件式は、第２レンズの形状を規定するものである。条件式の範囲内では、レンズの組立及び加工に有利である。好ましくは、条件式０．２１≦Ｒ３／Ｒ４≦１．８５を満たす。
前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、前記第７レンズＬ７の焦点距離をｆ７として定義すると、条件式－４．００≦ｆ７／ｆ≦－１．５０を満たす。この条件式は、第７レンズ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。好ましくは、条件式－３．７８≦ｆ７／ｆ≦－１．５６を満たす。
本実施形態において、前記第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凹面であり、その像側面が近軸において凸面である。
前記第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径をＲ１、前記第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－５．４１≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０．５５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り、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可能である。好ましくは、条件式－３．３８≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０．４４を満たす。
前記第１レンズＬ１の軸上厚みｄ１、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１８を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１４を満たす。
本実施形態において、前記第２レンズＬ２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。
前記第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式－１２．０１≦ｆ２／ｆ≦４．７２を満たす。第２レンズＬ２の屈折力を合理的な範囲で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－７．５０≦ｆ２／ｆ≦３．７８を満たす。
前記第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径Ｒ３、前記第２レンズＬ２の像側面の曲率半径Ｒ４は、条件式－４．８０≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦５．８３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。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－３．００≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦４．６６を満たす。
前記第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１１を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０５≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０９を満たす。
本実施形態において、前記第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凸面である。
前記第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式０．６３≦ｆ３／ｆ≦２．２１を満たす。屈折力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。好ましくは、条件式１．００≦ｆ３／ｆ≦１．７７を満たす。
前記第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径Ｒ５、第３レンズＬ３の像側面の曲率半径Ｒ６は、条件式０．０７≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．２４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、光線がレンズを通ったときの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０．１１≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．１９を満たす。
前記第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０６≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．１０≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１７を満たす。
本実施形態において、前記第４レンズＬ４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。
前記第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式－７．１４≦ｆ４／ｆ≦－１．２５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－４．４６≦ｆ４／ｆ≦－１．５６を満たす。
前記第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径Ｒ７、前記第４レンズＬ４の像側面の曲率半径Ｒ８は、条件式０．２９≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦２．２８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、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式０．４７≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦１．８２を満たす。
前記第４レンズＬ４の軸上厚みｄ７、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０７を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０６を満たす。
本実施形態において、前記第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凹面であり、その像側面が近軸において凸面である。
前記第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式－２１６．５７≦ｆ５／ｆ≦３．８０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の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－１３５．３６≦ｆ５／ｆ≦３．０４を満たす。
前記第５レンズの物体側面の曲率半径Ｒ９、および前記第５レンズの像側面の曲率半径Ｒ１０は、条件式－２１．０８≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦２．８１を満たす。この条件式は、第５レンズＬ５の形状を規定するものである。範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式－１３．１８≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦２．２５を満たす。
前記第５レンズＬ５の軸上厚みｄ９、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５を満たし、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≦０．１２を満たす。
本実施形態において、前記第６レンズＬ６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。
前記第６レンズＬ６の焦点距離をｆ６、前記撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆとして定義すると、条件式０．４８≦ｆ６／ｆ≦２．４７を満たす。条件式の範囲内では、屈折力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。好ましくは、条件式０．７６≦ｆ６／ｆ≦１．９７を満たす。
前記第６レンズＬ６の物体側面の曲率半径Ｒ１１、前記第６レンズＬ６の像側面の曲率半径Ｒ１２は、条件式０．４７≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１－Ｒ１２)≦２．５３を満たす。この条件式は、第６レンズＬ６の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式０．７５≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１－Ｒ１２)≦２．０３を満たす。
前記第６レンズＬ６の軸上厚みｄ１１、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０５≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１７を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０７≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１３を満たす。
本実施形態において、前記第７レンズＬ７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。
前記第７レンズＬ７の物体側面の曲率半径をＲ１３、前記第７レンズＬ７の像側面の曲率半径をＲ１４として定義すると、条件式０．９６≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３－Ｒ１４)≦５．１９を満たす。この条件式は、第７レンズＬ７の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差等の補正に有利になる。好ましくは、条件式１．５３≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３－Ｒ１４)≦４．１５を満たす。
前記第７レンズＬ７の軸上厚みｄ１３、前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．２４を満たし、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０５≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．２０を満たす。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０の絞り値ＦＮＯは、２．０６以下であり、大口径を有し、結像性能に優れる。好ましくは、ＦＮＯは、２．０２以下である。
本実施形態において、撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、６．７１ｍｍ以下であり、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、光学長ＴＴＬは、６．４０ｍｍ以下である。
上記関係を満たすときに、撮像光学レンズ１０は、良好な光学性能を有しつつ、自由曲面の採用により、設計像面領域と実際使用領域との整合を実現し、有効領域の結像品質を最大限で向上させることができる。当該撮像光学レンズ１０の特性によれば、当該撮像光学レンズ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。
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、以下に示される。焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚みの単位は、ｍｍである。
ＴＴＬは、光学長(第１レンズＬ１の物体側面から結像面までの軸上距離)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。
表１、表２は、本発明の第１実施形態の撮像光学レンズ１０の設計データを示す。ただし、第６レンズＬ６の物体側面と像側面は、何れも自由曲面である。
Figure 0007011691000002
ただし、各符号の意味は、以下のようになる。
Ｓ１：絞り
Ｒ：光学面の中心での曲率半径
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:第６レンズＬ６の物体側面の曲率半径
Ｒ１２:第６レンズＬ６の像側面の曲率半径
Ｒ１３:第７レンズＬ７の物体側面の曲率半径
Ｒ１４:第７レンズＬ７の像側面の曲率半径
Ｒ１５:光学フィルタＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１６: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、または、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の軸上厚み
ｄ１２：第６レンズＬ６の像側面から第７レンズＬ７の物体側面までの軸上距離
ｄ１３：第７レンズＬ７の軸上厚み
ｄ１４：第７レンズＬ７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
ｄ１５：光学フィルタＧＦの軸上厚み
ｄ１６：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
ｎｄ６：第６レンズＬ６のｄ線の屈折率
ｎｄ７：第７レンズＬ７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
ｖ６：第６レンズＬ６のアッベ数
ｖ７：第７レンズＬ７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実施形態の撮像光学レンズ１０における各レンズの非球面データを示す。
Figure 0007011691000003
ｚ=(ｃｒ２)／{１＋[１－(ｋ＋１)(ｃ２ｒ２)]１／２}＋Ａ４ｒ４＋Ａ６ｒ６＋Ａ８ｒ８＋Ａ１０ｒ１０＋Ａ１２ｒ１２＋Ａ１４ｒ１４＋Ａ１６ｒ１６＋Ａ１８ｒ１８＋Ａ２０ｒ２０ （２４）
ただし、ｋは、円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ２０は、非球面係数であり、ｃは、光学面の中心での曲率であり、ｒは、非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、ｚは、非球面深さ(非球面上の光軸からの距離がｒである点と、非球面の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(２４)に示す非球面を採用している。しかしながら、本発明は、特に当該式（２４）に示す非球面多項式の形態に限定されるものではない。
表３は、本発明の第１実施形態の撮像光学レンズ１０における自由曲面のデータを示す。
Figure 0007011691000004
Figure 0007011691000005
（２５）
ただし、ｋは、円錐係数であり、Ｂｉは、非球面係数であり、ｃは、光学面の中心での曲率であり、ｒは、自由曲面上の点と光軸との垂直距離であり、ｘは、ｒのｘ方向成分であり、ｙは、ｒのｙ方向成分であり、ｚは、非球面深さ(非球面上の光軸からの距離がｒである点と、非球面の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。
便宜上、各自由曲面は、上記式(２５)に示す拡張多項式面型（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）を採用する。しかし、本発明は、当該式(２５)に示す自由曲面多項式の形態に限定されるものではない。
図２は、第１実施例の撮像光学レンズ１０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示し、図２から分かるように、第１実施形態の撮像光学レンズ１０は、良好な結像品質を実現可能である。
後の表１３は、各実施例１、２、３、４における諸値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
表１３に示すように、第１実施形態は、各条件式を満たす。
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径ＥＮＰＤが０．９０８ｍｍであり、全視野の像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向の像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向の像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内では結像効果が最も良くなり、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．００°であり、ｘ方向の画角が１０７．３８°であり、ｙ方向の画角が９０．５８°であり、広角化、極薄化であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
（第２実施形態）
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り、相違点のみを以下に示す。
図３は、本発明の第２実施形態の撮像光学レンズ２０を示す。本実施形態において、第６レンズＬ６の物体側面が近軸において凸面である。
表４、表５は、本発明の第２実施形態の撮像光学レンズ２０の設計データを示す。ただし、第１レンズＬ１の物体側面と像側面は、何れも自由曲面である。
Figure 0007011691000006
表５は、本発明の第２実施形態の撮像光学レンズ２０における各レンズの非球面データを示す。
Figure 0007011691000007
表６は、本発明の第２実施形態の撮像光学レンズ２０における自由曲面のデータを示す。
Figure 0007011691000008
図４は、第２実施例の撮像光学レンズ２０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。図４から分かるように、第２実施形態の撮像光学レンズ２０は、良好な結像品質を実現可能である。
表１３に示すように、第２実施形態は、各条件式を満たす。
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径ＥＮＰＤが０．９０８ｍｍであり、全視野の像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向の像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向の像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内では結像効果が最も良くなり、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．００°であり、ｘ方向の画角が１０７．６０°であり、ｙ方向の画角が９０．９１°であり、広角化、極薄化であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
（第３実施形態）
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り、相違点のみを以下に示す。
図５は、本発明の第３実施形態の撮像光学レンズ３０を示す。本実施形態において、第２レンズＬ２が正の屈折力を有し、第５レンズＬ５が正の屈折力を有し、第１レンズＬ１の像側面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４の物体側面が近軸において凹面である。
表７、表８は、本発明の第３実施形態の撮像光学レンズ３０の設計データを示す。ただし、第７レンズＬ７の物体側面と像側面は、何れも自由曲面である。
Figure 0007011691000009
表８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。
Figure 0007011691000010
表９は、本発明の第３実施形態の撮像光学レンズ３０における自由曲面のデータを示す。
Figure 0007011691000011
図６は、第３実施例の撮像光学レンズ３０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。図６から分かるように、第３実施形態の撮像光学レンズ３０が良好な結像品質を実現可能である。
以下の表１３は、上記条件式に応じて本実施形態における各条件式に対応する値を示す。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満たす。
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径ＥＮＰＤが０．６４５ｍｍであり、全視野の像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向の像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向の像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内では結像効果が最も良くなり、対角線方向の画角ＦＯＶが１１６．６８°であり、ｘ方向の画角が１０６．５０°であり、ｙ方向の画角が９４．４３°であり、広角化、極薄化であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
（第４実施形態）
第４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り、相違点のみを以下に示す。
図７は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０を示す。本実施形態において、第２レンズＬ２が正の屈折力を有し、第５レンズＬ５が正の屈折力を有し、第１レンズＬ１の像側面が近軸において凹面であり、第４レンズＬ４の物体側面が近軸において凹面である。
表１０、表１１は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０の設計データを示す。ただし、第２レンズＬ２の物体側面と像側面は、何れも自由曲面である。
Figure 0007011691000012
表１１は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０における各レンズの非球面データを示す。
Figure 0007011691000013
表１２は、本発明の第４実施形態の撮像光学レンズ４０における自由曲面のデータを示す。
Figure 0007011691000014
図８は、第４実施例の撮像光学レンズ４０のＲＭＳ光スポットの直径が第１象限内である場合を示す。図８から分かるように、第４実施形態の撮像光学レンズ４０が良好な結像品質を実現可能である。
以下の表１３は、上記条件式に応じて本実施形態における各条件式に対応する値を示す。明らかに、本実施形態の撮像光学システムは、上記条件式を満たす。
本実施形態において、前記撮像光学レンズの入射瞳径ＥＮＰＤが０．６６９ｍｍであり、全視野の像高（対角線方向）ＩＨが６．０００ｍｍであり、ｘ方向の像高が４．８００ｍｍであり、ｙ方向の像高が３．６００ｍｍであり、この矩形範囲内では結像効果が最も良くなり、対角線方向の画角ＦＯＶが１２０．４３°であり、ｘ方向の画角が１１０．４５°であり、ｙ方向の画角が９８．９９°であり、広角化、極薄化であり、その軸上、軸外色収差が十分に補正され、且つ優れた光学特性を有する。
Figure 0007011691000015
当業者であれば分かるように、上記各実施形態が本発明を実現するための具体のな実施形態であり、実際の応用において、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、形式及び細部に対して各種の変更を行うことができる。

Claims (10)

  1. 撮像光学レンズであって、
    前記撮像光学レンズは、合計で７枚のレンズからなり、７枚の前記レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズおよび負の屈折力を有する第７レンズであり、
    前記第１レンズから前記第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、
    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、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（１）～（２）、（１０）、（１１’）及び（１２）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
    －５．００≦ｆ１／ｆ≦－１．００ （１）
    １．５０≦ｄ１／ｄ２≦７．００ （２）
    ０．６３≦ｆ３／ｆ≦２．２１ （１０）
    ０．０７≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．１９ （１１’）
    ０．０６≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．２１ （１２）
  2. 撮像光学レンズであって、
    前記撮像光学レンズは、合計で７枚のレンズからなり、７枚の前記レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズおよび負の屈折力を有する第７レンズであり、
    前記第１レンズから前記第７レンズのうちの少なくとも１つは、自由曲面を含み、
    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）～（２）及び（１１’）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
    －５．００≦ｆ１／ｆ≦－１．００ （１）
    １．５０≦ｄ１／ｄ２≦７．００ （２）
    ０．０７≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．１９ （１１’）
  3. 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としたときに、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学レンズ。
    ０≦Ｒ３／Ｒ４≦２．００ （３）
  4. 前記第７レンズの焦点距離をｆ７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又は２に記載の撮像光学レンズ。
    －４．００≦ｆ７／ｆ≦－１．５０ （４）
  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、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）～（６）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学レンズ。
    －５．４１≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０．５５ （５）
    ０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１８ （６）
  6. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２、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（７）～（９）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学レンズ。
    －１２．０１≦ｆ２／ｆ≦４．７２ （７）
    －４．８０≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦５．８３ （８）
    ０．０３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１１ （９）
  7. 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又は２に記載の撮像光学レンズ。
    －７．１４≦ｆ４／ｆ≦－１．２５ （１３）
    ０．２９≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦２．２８ （１４）
    ０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０７ （１５）
  8. 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又は２に記載の撮像光学レンズ。
    －２１６．５７≦ｆ５／ｆ≦３．８０ （１６）
    －２１．０８≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９－Ｒ１０)≦２．８１ （１７）
    ０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１５ （１８）
  9. 前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、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）～（２１）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学レンズ。
    ０．４８≦ｆ６／ｆ≦２．４７ （１９）
    ０．４７≦(Ｒ１１＋Ｒ１２)／(Ｒ１１－Ｒ１２)≦２．５３ （２０）
    ０．０５≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．１７ （２１）
  10. 前記第７レンズの物体側面の曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、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（２２）～（２３）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学レンズ。
    ０．９６≦(Ｒ１３＋Ｒ１４)／(Ｒ１３－Ｒ１４)≦５．１９ （２２）
    ０．０３≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．２４ （２３）
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