JP7026764B2 - 撮像光学レンズ - Google Patents

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、スマートフォンの登場に伴い、小型化の撮像レンズに対する需要がますます高まっているが、撮像レンズの感光素子は、一般的に、感光結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体素子（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｅｎｓｏｒ、ＣＭＯＳ Ｓｅｎｓｏｒ）の２種類のみに大別される。また、半導体製造プロセスの技術の進歩により、感光素子の画素サイズが縮小可能であるとともに、現在の電子製品は、優れた機能および軽量化・極薄化・小型化の外観を発展の傾向とする。そのため、良好な結像品質を有する小型化の撮像レンズは、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枚式のレンズ構造を用いることが多い。

しかし、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、４枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れており、通常の４枚式のレンズは良好な光学性能を有するものの、その焦点距離の配分、レンズ間の距離及びレンズ形状が依然としてある程度の不合理性を有することによって、レンズ構造が良好な光学性能を有するとともに、広角化、極薄化の設計要求を満たすことができない。

上記問題に鑑みて、本発明は、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ことを目的とする。

上記技術的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４枚のレンズを備え、前記４枚のレンズは、物体側から像側に向かって順に、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レンズ及び負の屈折力を有する第４レンズであり、
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、前記第２レンズの像側面から前記第３レンズの物体側面までの軸上距離をｄ４、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５、前記第３レンズの像側面から前記第４レンズの物体側面までの軸上距離をｄ６としたときに、以下の条件式（１）～（６）を満たす。
－３．５０≦ｆ１／ｆ≦－２．００ （１）
０．５５≦ｆ３／ｆ≦０．７５ （２）
５．００≦ｄ３／ｄ４≦１５．００ （３）
５．００≦ｄ５／ｄ６≦３５．００ （４）
－２０．００≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－３．００ （５）
－５．００≦Ｒ１／Ｒ２≦－２．００ （６）

好ましくは、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としたときに、以下の条件式（７）を満たす。
２．００≦Ｒ７／Ｒ８≦８．００ （７）

好ましくは、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（８）～（９）を満たす。
０．１７≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦１．００ （８）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７ （９）

好ましくは、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１０）～（１１）を満たす。
－３４４．５９≦ｆ２／ｆ≦２４９．７９ （１０）
０．０６≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．３８ （１１）

好ましくは、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、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１２）～（１３）を満たす。
－０．２０≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦０．６５ （１２）
０．１１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．３９ （１３）

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（１４）～（１６）を満たす。
－２．６８≦ｆ４／ｆ≦－０．４１ （１４）
０．６４≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦４．４２ （１５）
０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１３ （１６）

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（１７）を満たす。
ＦＯＶ≧１１４．００° （１７）

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（１８）を満たす。
－６．９４≦ｆ１２／ｆ≦－１．７０ （１８）

好ましくは、前記撮像光学レンズの絞り値をＦＮＯとしたときに、以下の条件式（１９）を満たす。
ＦＮＯ≦２．２７ （１９）

好ましくは、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬ、前記撮像光学レンズの像高をＩＨとしたときに、以下の条件式（２０）を満たす。
ＴＴＬ／ＩＨ≦３．３３ （２０）

本発明は、下記の有益な効果を奏することができる。本発明に係る撮像光学レンズは、良好な光学性能を有しつつ、広角化、極薄化の特性を有し、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。

本発明の実施の形態における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施の形態の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に記載する図面は本発明のいくつかの実施の形態に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。 図１に示す撮像光学レンズの軸方向収差を示す模式図である。 図１に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。 図１に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。 図５に示す撮像光学レンズの軸方向収差を示す模式図である。 図５に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。 図５に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。 図９に示す撮像光学レンズの軸方向収差を示す模式図である。 図９に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。 図９に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。 本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。 図１３に示す撮像光学レンズの軸方向収差を示す模式図である。 図１３に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。 図１３に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る撮像光学レンズの構成を示す模式図である。 図１７に示す撮像光学レンズの軸方向収差を示す模式図である。 図１７に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す模式図である。 図１７に示す撮像光学レンズの像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図である。

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を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には、本発明に係る第１実施形態の撮像光学レンズ１０が示され、当該撮像光学レンズ１０は、４枚のレンズを備える。具体的に、前記撮像光学レンズ１０は、物体側から像側に向かって、順に第１レンズＬ１、絞りＳ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４から構成される。本実施形態では、好ましくは、第４レンズＬ４と像面Ｓｉとの間にガラス平板ＧＦ等の光学素子が設けられ、ここで、ガラス平板ＧＦは、ガラス蓋板であってもよいし、光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）であってもよく、無論、他の実施可能な形態では、ガラス平板ＧＦは、他の位置に設けられてもよい。

本実施形態では、第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、第２レンズＬ２が正の屈折力を有し、第３レンズＬ３が正の屈折力を有し、第４レンズＬ４が負の屈折力を有する。

本実施形態では、第１レンズＬ１がプラスチック材質であり、第２レンズＬ２がプラスチック材質であり、第３レンズＬ３がプラスチック材質であり、第４レンズＬ４がプラスチック材質である。他の実施例では、各レンズが他の材質であってもよい。

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、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２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３、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をｄ４、第３レンズＬ３の軸上厚みをｄ５、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をｄ６としたときに、以下の条件式（１）～（６）を満たす。
－３．５０≦ｆ１／ｆ≦－２．００ （１）
０．５５≦ｆ３／ｆ≦０．７５ （２）
５．００≦ｄ３／ｄ４≦１５．００ （３）
５．００≦ｄ５／ｄ６≦３５．００ （４）
－２０．００≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－３．００ （５）
－５．００≦Ｒ１／Ｒ２≦－２．００ （６）

条件式（１）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と撮像光学レンズ１０全体の焦点距離ｆとの比を規定し、条件式の範囲内において、撮像光学レンズ10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。

条件式（２）は、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３と撮像光学レンズ１０全体の焦点距離ｆとの比を規定し、屈折力の合理的な配分により、撮像光学レンズ１０は、優れた結像品質及び低い感度を有する。

条件式（３）は、第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３と第２・第３レンズの間の空気間隔ｄ４との比を規定し、条件式の範囲内において、光学システムの全長の短縮に寄与し、極薄化の効果を奏することができる。

条件式（４）は、第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５と第３・第４レンズの間の空気間隔ｄ６との比を規定し、条件式の範囲内において、光学システムの全長の短縮に寄与し、極薄化の効果を奏することができる。

条件式（５）は、第２レンズＬ２の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通る屈折度合いを緩和し、収差を効果的に小さくすることができる。

条件式（６）は、第１レンズＬ１の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通る屈折度合いを緩和し、収差を効果的に小さくすることができる。

第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径をＲ７、第４レンズＬ４の像側面の曲率半径をＲ８として定義すると、条件式２．００≦Ｒ７／Ｒ８≦８．００を満たす。当該条件式は、第４レンズＬ４の形状を規定し、条件式の範囲内において、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。

本実施形態では、前記第１レンズＬ１は、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としたときに、条件式０．１７≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦１．００を満たす。第１レンズの形状を合理的に制御することで、第１レンズ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０．２７≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦０．８０を満たす。

第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１、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０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７を満たす。条件式の範囲内において、極薄化を実現することに有利である。好ましくは、条件式０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１４を満たす。

本実施形態では、前記第２レンズＬ２は、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。

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としたときに、条件式－３４４．５９≦ｆ２／ｆ≦２４９．７９を満たす。第２レンズＬ２の屈折力を合理的な範囲に規定することは、光学システムの収差を補正することに有利である。好ましくは、条件式－２１５．３７≦ｆ２／ｆ≦１９９．８４を満たす。

撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬ、第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３としたときに、条件式０．０６≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．３８を満たす。条件式の範囲内において、極薄化を実現することに有利である。好ましくは、条件式０．１０≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．３１を満たす。

本実施形態では、前記第３レンズＬ３は、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。

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として定義すると、条件式－０．２０≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦０．６５を満たす。当該条件式は、第３レンズＬ３の形状を規定する。これにより、第３レンズＬ３の成型に有利である。条件式の範囲内において、光線がレンズを通る屈折度合いを緩和し、収差を効果的に小さくすることができる。好ましくは、条件式－０．１２≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦０．５２を満たす。

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としたときに、条件式０．１１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．３９を満たし、条件式の範囲内において、極薄化を実現することに有利である。好ましくは、条件式０．１７≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．３１を満たす。

本実施形態では、前記第４レンズＬ４は、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。

撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４としたときに、条件式－２．６８≦ｆ４／ｆ≦－０．４１を満たし、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－１．６７≦ｆ４／ｆ≦－０．５２を満たす。

第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径をＲ７、第４レンズＬ４の像側面の曲率半径をＲ８として定義すると、条件式０．６４≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦４．４２を満たす。当該条件式は、第４レンズＬ４の形状を規定し、条件式の範囲内において、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。好ましくは、条件式１．０３≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦３．５３を満たす。

撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬ、第４レンズＬ４の軸上厚みをｄ７として定義すると、条件式０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１３を満たす。条件式の範囲内において、極薄化を実現することに有利である。好ましくは、条件式０．０５≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１０を満たす。

本実施形態では、撮像光学レンズ１０の画角をＦＯＶとしたときに、条件式ＦＯＶ≧１１４．００°を満たす。これにより、広角化を図ることに有利である。

本実施形態では、撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆ、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離をｆ１２としたときに、条件式－６．９４≦ｆ１２／ｆ≦－１．７０を満たす。条件式の範囲内において、撮像光学レンズ１０の収差と歪曲をなくすことができ、かつ、撮像光学レンズ１０のバックフォーカスを抑え、映像レンズ系群の小型化を維持することができる。好ましくは、条件式－４．３４≦ｆ１２／ｆ≦－２．１３を満たす。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ１０の絞り値をＦＮＯとしたときに、条件式ＦＮＯ≦２．２７を満たす。これにより、大口径を図ることができる。好ましくは、条件式ＦＮＯ≦２．２２を満たす。

本実施形態では、前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬ、前記撮像光学レンズの像高をＩＨとしたときに、条件式ＴＴＬ／ＩＨ≦３．３３を満たする。これにより、極薄化を図ることができる。好ましくは、条件式ＴＴＬ／ＩＨ≦２．６６を満たす。

上記関係を満たす場合、撮像光学レンズ１０は、良好な光学性能を有するとともに、広角化、極薄化の設計要求を満たし、当該撮像光学レンズ１０の特性に基づき、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、実施例を用いて本発明に係る撮像光学レンズ１０を説明する。各実施例に記載の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、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、単位は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ものである。

また、高品質の結像需要を満足するように、各レンズの物体側面と像側面の内の少なくとも１つには、変曲点及び／又は停留点（Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｐｏｉｎｔ）が設置されてもよい。具体的な実施案について、下記の説明を参照する。

以下、図１に示される撮像光学レンズ１０の設計データを示す。

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４レンズＬ４の物体側面の曲率半径と像側面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上厚み及び隣り合うレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ及びアッベ数ｖｄを示す。なお、本実施形態では、Ｒとｄの単位は、いずれもミリメートル（ｍｍ）である。

上記の表に記載の各符号の意味は、以下の通りである。
Ｒ：光学面中心における曲率半径
Ｓ１：絞り
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：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１０：ガラス平板ＧＦの像側面の曲率半径
ｄ：レンズの軸上厚み、隣り合う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の像側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ９：ガラス平板ＧＦの軸上厚み
ｄ１０：ガラス平板ＧＦの像側面から像面Ｓｉまでの軸上距離
ｎｄ：ｄ線の屈折率（ｄ線は波長５５０ｎｍの緑色光）
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
ｎｄg：ガラス平板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
ｖｇ：ガラス平板ＧＦのアッベ数。

表２は、本発明に係る第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。

ここで、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。
ｙ=(ｘ^２／Ｒ)／{１＋[１－(ｋ＋１)(ｘ^２／Ｒ^２)]^１／２}
＋Ａ４ｘ^４＋Ａ６ｘ^６＋Ａ８ｘ^８＋Ａ１０ｘ^１０＋Ａ１２ｘ^１２＋Ａ１４ｘ^１４＋Ａ１６ｘ^１６＋Ａ１８ｘ^１８＋Ａ２０ｘ^２０ （２１）
但し、ｘは、非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、ｙは、非球面深さ(非球面において光軸からｘだけ離れた点と、非球面の光軸上の頂点に接する接平面の両者間の垂直距離)である。

なお、本実施形態における各レンズの非球面は、便宜上、上記式(２１)で表される非球面を使用している。しかし、上述式（２１）の具体的な形態は、一例に過ぎず、実際に、式（２１）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以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。

図２、図３は、それぞれ波長６５６ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、４３６ｎｍの光が第１実施形態に係る撮像光学レンズ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。図４は、波長５４６ｎｍの光が第１実施形態に係る撮像光学レンズ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り、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。

また、後の表２１は、さらに第１、２、３、４、５実施形態における各種の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を示す。

表２１に示すように、第１実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ１０の入射瞳径ＥＮＰＤは、０．６３７ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１．８１５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、１１４．８０°であり、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、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の構成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、符号の意味が第１実施形態と同様であるため、以下、異なる点のみを以下に示す。

表５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、本発明の実施例に係る撮像光学レンズ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。

図６、図７は、それぞれ波長６５６ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、４３６ｎｍの光が第２実施形態に係る撮像光学レンズ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。図８は、波長５４６ｎｍの光が第２実施形態に係る撮像光学レンズ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り、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。

また、後の表２１は、さらに第１、２、３、４、５実施形態における各種の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を示す。

表２１に示すように、第２実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ２０の入射瞳径ＥＮＰＤは、０．６４６ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１．８１５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、１１４．８０°であり、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、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の構成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、符号の意味が第１実施形態と同様であるため、以下、異なる点のみを以下に示す。

本実施形態では、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し、第２レンズＬ２は、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。

表９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実施形態に係る撮像光学レンズ３０における各レンズの非球面データを示す。

表１１、表１２は、本発明の実施例に係る撮像光学レンズ３０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。

図１０、図１１は、それぞれ波長６５０ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、４３６ｎｍの光が第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０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。図１２は、波長５４６ｎｍの光が第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、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。

また、後の表２１は、さらに第１、２、３、４、５実施形態における各種の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を示す。

表２１に示すように、第３実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ３０の入射瞳径ＥＮＰＤは、０．６５０ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１．８１５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、１１４．８０°であり、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、優れた光学特性を有する。

（第４実施形態）

図１３は、第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０の構成を示す模式図である。第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味が第１実施形態と同様であるため、以下、異なる点のみを以下に示す。

表１３は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０の設計データを示す。

表１４は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０における各レンズの非球面データを示す。

表１５、表１６は、本発明の実施例に係る撮像光学レンズ４０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。

図１４、図１５は、それぞれ波長６５０ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、４３６ｎｍの光が第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０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。図１６は、波長５４６ｎｍの光が第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図１６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。

また、後の表２１は、さらに第１、２、３、４、５実施形態における各種の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を示す。

表２１に示すように、第４実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ４０の入射瞳径ＥＮＰＤは、０．６５０ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１．８１５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、１１４．８０°であり、前記撮像光学レンズ４０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、優れた光学特性を有する。

（第５実施形態）
図１７は、第５実施形態に係る撮像光学レンズ５０の構成を示す模式図である。第５実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味が第１実施形態と同様であるため、以下、異なる点のみを以下に示す。

本実施形態では、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し、第２レンズＬ２は、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。

表１７は、本発明の第５実施形態に係る撮像光学レンズ５０の設計データを示す。

表１８は、本発明の第５実施形態に係る撮像光学レンズ５０における各レンズの非球面データを示す。

表１９、表２０は、本発明の実施例に係る撮像光学レンズ５０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。

図１８、図１９は、それぞれ波長６５０ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、４３６ｎｍの光が第５実施形態に係る撮像光学レンズ５０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。図２０は、波長５４６ｎｍの光が第５実施形態に係る撮像光学レンズ５０を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す模式図であり、図２０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。

また、後の表２１は、さらに第１、２、３、４、５実施形態における各種の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を示す。

表２１に示すように、第５実施形態は、各条件式を満足する。

本実施形態では、前記撮像光学レンズ５０の入射瞳径ＥＮＰＤは、０．６４３ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、１．８１５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、１１５．００°であり、前記撮像光学レンズ５０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、優れた光学特性を有する。

以下、表２１は、上記条件式に従って第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態における対応する各条件式の値、及び他の関連するパラメータの値を示す。

上記各実施形態は、本発明を実施するための具体的な実施形態であり、実際の応用において、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能であることは当業者に理解されるところである。

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４枚のレンズを備え、前記４枚のレンズは、物体側から像側に向かって順に、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レンズ及び負の屈折力を有する第４レンズであり、
   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、前記第２レンズの像側面から前記第３レンズの物体側面までの軸上距離をｄ４、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５、前記第３レンズの像側面から前記第４レンズの物体側面までの軸上距離をｄ６としたときに、以下の条件式（１）～（６）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
   －３．５０≦ｆ１／ｆ≦－２．００ （１）
   ０．５５≦ｆ３／ｆ≦０．７５ （２）
   ５．００≦ｄ３／ｄ４≦１５．００ （３）
   ５．００≦ｄ５／ｄ６≦３５．００ （４）
   －２０．００≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－３．００ （５）
   －５．００≦Ｒ１／Ｒ２≦－２．００ （６）
2. 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としたときに、以下の条件式（７）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。
   ２．００≦Ｒ７／Ｒ８≦８．００ （７）
3. 前記第１レンズの軸上厚みをｄ１、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（８）～（９）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。
   ０．１７≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦１．００ （８）
   ０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１７ （９）
4. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１０）～（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。
   －３４４．５９≦ｆ２／ｆ≦２４９．７９ （１０）
   ０．０６≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．３８ （１１）
5. 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、前記撮像光学レンズ全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１２）～（１３）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。
   －０．２０≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦０．６５ （１２）
   ０．１１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．３９ （１３）
6. 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（１４）～（１６）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。
   －２．６８≦ｆ４／ｆ≦－０．４１ （１４）
   ０．６４≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦４．４２ （１５）
   ０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１３ （１６）
7. 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（１７）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≧１１４．００° （１７）
8. 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（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。
   －６．９４≦ｆ１２／ｆ≦－１．７０ （１８）
9. 前記撮像光学レンズの絞り値をＦＮＯ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。
   ＦＮＯ≦２．２７ （１９）
10. 前記撮像光学レンズの光学長をＴＴＬ、前記撮像光学レンズの像高をＩＨ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。
    ＴＴＬ／ＩＨ≦３．３３ （２０）

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