JP7072629B2 - 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。
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－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 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・薄型化・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、４枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れている。よく見られる４枚式のレンズは、良好な光学性能を有しているが、焦点距離配分、レンズ間隔、レンズ形状および分散係数の設定には依然としてある程度の非合理性があるので、レンズ構造では、良好な光学性能を有すると共に、長焦点距離及び極薄化の設計要求を満たすことができない。
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、長焦点距離及び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、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、及び正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第４レンズのアッベ数をｖ４、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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としたときに、以下の条件式（１）～（５）を満たす。
２．７０≦ｖ１／ｖ４≦４．３０ （１）
－１．２０≦ｆ２／ｆ≦－０．５０ （２）
－０．８０≦ｆ３／ｆ≦－０．３０ （３）
－１０．００≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦－２．００ （４）
３．００≦ｄ４／ｄ５≦１０．００ （５）
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第４レンズのアッベ数をｖ４、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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としたときに、以下の条件式（１）～（５）を満たす。
２．７０≦ｖ１／ｖ４≦４．３０ （１）
－１．２０≦ｆ２／ｆ≦－０．５０ （２）
－０．８０≦ｆ３／ｆ≦－０．３０ （３）
－１０．００≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦－２．００ （４）
３．００≦ｄ４／ｄ５≦１０．００ （５）
好ましくは、前記第２レンズの物体側面の曲率半径をＲ３、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３としたときに、以下の条件式（６）を満たす。
Ｒ３／ｄ３≦－１５．００ （６）
Ｒ３／ｄ３≦－１５．００ （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としたときに、以下の条件式（７）を満たす。
－１．００≦Ｒ１／Ｒ２≦０ （７）
－１．００≦Ｒ１／Ｒ２≦０ （７）
好ましくは、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、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全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（８）～（１０）を満たす。
０．１９≦ｆ１／ｆ≦０．７１ （８）
－１．９８≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０ （９）
０．０８≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２５ （１０）
０．１９≦ｆ１／ｆ≦０．７１ （８）
－１．９８≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０ （９）
０．０８≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２５ （１０）
好ましくは、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全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１１）～（１２）を満たす。
－２．４６≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦１．５０ （１１）
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１０ （１２）
－２．４６≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦１．５０ （１１）
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１０ （１２）
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（１３）～（１４）を満たす。
－６．２２≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．４１ （１３）
０．０１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （１４）
－６．２２≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．４１ （１３）
０．０１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （１４）
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（１５）～（１６）を満たす。
０．２４≦ｆ４／ｆ≦２．７３ （１５）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１１ （１６）
０．２４≦ｆ４／ｆ≦２．７３ （１５）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１１ （１６）
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（１７）を満たす。
ｆ／ＴＴＬ≧１．０６ （１７）
ｆ／ＴＴＬ≧１．０６ （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。
０．３３≦ｆ１２／ｆ≦１．１８ （１８）
０．３３≦ｆ１２／ｆ≦１．１８ （１８）
好ましくは、前記第１レンズは、ガラス材質である。
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、長焦点距離及び極薄化の特性を有するものであり、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。
本発明の実施例における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例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例に過ぎず、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。
本発明の実施例における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例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例に過ぎず、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。
本発明の目的、解決手段及びメリットがより明瞭になるように、以下、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。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は、本発明の第１実施形態の撮像光学レンズ１０を示す。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、順次に絞りＳ１、第１レンズＬ１、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、第４レンズＬ４と像面Ｓｉとの間にガラス平板ＧＦなどの光学素子が設けられていることが好ましく、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。他の実施形態では、ガラス平板ＧＦが他の位置に設けられることも、もちろん可能である。
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。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、順次に絞りＳ１、第１レンズＬ１、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、第４レンズＬ４と像面Ｓｉとの間にガラス平板ＧＦなどの光学素子が設けられていることが好ましく、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。他の実施形態では、ガラス平板ＧＦが他の位置に設けられることも、もちろん可能である。
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る。
ここで、第１レンズＬ１のアッベ数をｖ１、第４レンズＬ４のアッベ数をｖ４、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、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、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、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として定義すると、以下の条件式（１）～（５）を満たす。
２．７０≦ｖ１／ｖ４≦４．３０ （１）
－１．２０≦ｆ２／ｆ≦－０．５０ （２）
－０．８０≦ｆ３／ｆ≦－０．３０ （３）
－１０．００≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦－２．００ （４）
３．００≦ｄ４／ｄ５≦１０．００ （５）
２．７０≦ｖ１／ｖ４≦４．３０ （１）
－１．２０≦ｆ２／ｆ≦－０．５０ （２）
－０．８０≦ｆ３／ｆ≦－０．３０ （３）
－１０．００≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦－２．００ （４）
３．００≦ｄ４／ｄ５≦１０．００ （５）
条件式（１）は、第１レンズＬ１と第４レンズＬ４の分散係数の比を規定するものである。条件式の範囲内では、収差を効果的に低減することができる。
条件式（２）は、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２とシステム全体の焦点距離ｆ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（３）は、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３とシステム全体の焦点距離ｆとの比を規定するものである。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。
条件式（４）は、第４レンズＬ４の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、レンズの極薄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（５）は、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ｄ４と第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５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。
第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径をＲ３、第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３として定義すると、条件式Ｒ３／ｄ３≦－１５．００を満たす。この条件式は、第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径Ｒ３と第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３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。
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－１．００≦Ｒ１／Ｒ２≦０を満たす。この条件式は、第１レンズＬ１の形状を規定するものである。条件式の範囲内では、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、前記第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凸面である。
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として定義すると、条件式０．１９≦ｆ１／ｆ≦０．７１を満たす。この条件式は、第１レンズＬ１の焦点距離とシステム全体の焦点距離ｆとの比を規定するものである。規定された範囲内では、第１レンズＬ１は適切な正の屈折力を有し、システムの収差の低減に有利であるとともに、レンズの極薄化に有利である。好ましくは、条件式０．３０≦ｆ１／ｆ≦０．５７を満たす。
第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径Ｒ１と前記第１レンズＬ１の像側面の曲率半径Ｒ２は、条件式－１．９８≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０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することができる。好ましくは、条件式－１．２４≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０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０．０８≦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０．１２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２０を満たす。
本実施形態において、前記第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。
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として定義すると、条件式－２．４６≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦１．５０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。条件式の範囲内では、レンズの極薄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－１．５４≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦１．２０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として定義すると、条件式０．０２≦ｄ３／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０．０３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０８を満たす。
本実施形態において、前記第３レンズＬ３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－６．２２≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．４１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。これにより、第３レンズＬ３の成型に有利である。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。好ましくは、条件式－３．８９≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．３３を満たす。
第３レンズＬ３の軸上厚みｄ５と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式０．０１≦ｄ５／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０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０６を満たす。
本実施形態において、前記第４レンズＬ４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。
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として定義すると、条件式０．２４≦ｆ４／ｆ≦２．７３を満たす。正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０．３９≦ｆ４／ｆ≦２．１８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０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１１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０．０３≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０９を満たす。
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と撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、条件式ｆ／ＴＴＬ≧１．０６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０．３３≦ｆ１２／ｆ≦１．１８を満たす。条件式の範囲内では、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０．５２≦ｆ１２／ｆ≦０．９４を満たす。
上記条件式を満足する場合、撮像光学レンズ１０は、優れた光学性能を有しつつ、長焦点距離及び極薄化の設計要求を満足することができる。この光学レンズ１０の特性によれば、この光学レンズ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について説明する。各実施例に記載の符号は、以下の通りである。
焦点距離、軸上距離、曲率半径、軸上厚み、変曲点位置及び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ものである。
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。
好ましくは、高品質の結像需要を満足するように、レンズの物体側面及び／又は像側面には、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。
表１は、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０の設計データを示す。
上記表において、各符号の意味は、以下の通りである。
Ｒ ：レンズの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、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
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
Ｒ ：レンズの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、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
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。
ここで、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６は非球面係数である。
ｙ＝(ｘ２／Ｒ)／{１＋[１－(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)]１／２}
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６ （１９）
ｙ＝(ｘ２／Ｒ)／{１＋[１－(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)]１／２}
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６ （１９）
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ｘ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。
本実施形態において各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(１９)で表される非球面を使用しているが好ましい。しかしながら、上記式（１９）の具体例は、一例に過ぎなく、本発明は、特にこの式（１９）の非球面多項式に限定されるものではない。
本実施形態において各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(１９)で表される非球面を使用しているが好ましい。しかしながら、上記式（１９）の具体例は、一例に過ぎなく、本発明は、特にこの式（１９）の非球面多項式に限定されるものではない。
表３は、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０における各レンズの変曲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。
図２、図３は、それぞれ波長６５０ｎｍ、６１０ｎｍ、５５５ｎｍ、５１０ｎｍ、４７０ｎｍ及び４３０ｎｍ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５５５ｎｍ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。
後の表１６は、各実施例１、２、３、４の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１６に示すように、第１実施形態は、各条件式を満足する。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ１０は、入射瞳径ＥＮＰＤが３．４４２ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．０４０ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１９．６０°である。前記撮像光学レンズ１０は、長焦点距離及び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、且つ優れた光学特性を有する。
（第２実施形態）
図５は、本発明の第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、異なる点のみを以下に示す。
図５は、本発明の第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、異なる点のみを以下に示す。
本実施形態において、第１レンズＬ１は、ガラス材質であり、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る。
表４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５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６、表７は本発明の実施形態２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。「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２０の光軸までの垂直距離である。
図６、図７は、それぞれ波長６５０ｎｍ、６１０ｎｍ、５５５ｎｍ、５１０ｎｍ、４７０ｎｍ及び４３０ｎｍ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５５５ｎｍ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。
後の表１６において、各実施例１、２、３、４の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１６に示すように、第２実施形態は各条件式を満足する。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ２０は、入射瞳径ＥＮＰＤが３．４４１ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．０４０ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１９．５９°である。前記撮像光学レンズ２０は、長焦点距離及び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、且つ優れた光学特性を有する。
（第３実施形態）
図９は、本発明の第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る。
図９は、本発明の第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る。
表８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における各レンズの非球面データを示す。
表１０、表１１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変曲点および停留点設計データを示す。「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３０の光軸までの垂直距離である。
図１０、図１１は、それぞれ波長６５０ｎｍ、６１０ｎｍ、５５５ｎｍ、５１０ｎｍ、４７０ｎｍ及び４３０ｎｍの光が第３実施形態の撮像光学レンズ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。図１２は、波長５５５ｎｍの光が第３実施形態の撮像光学レンズ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。
後の表１６において、各実施例１、２、３、４の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１６に示すように、第３実施形態は各条件式を満足する。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ３０は、入射瞳径ＥＮＰＤが３．４４１ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．０４０ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１９．７７°である。前記撮像光学レンズ３０は、長焦点距離及び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、且つ優れた光学特性を有する。
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０の構造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、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０の構造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、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
本実施形態において、第２レンズＬ２は、像側面が近軸において凸面であり、第３レンズＬ３は、像側面が近軸において凹面である。
本実施形態において、第１レンズＬ１は、ガラス材質であり、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る。
表１２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１３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１４、表１５は本発明の実施形態４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。「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４０の光軸までの垂直距離である。
図１４、図１５は、それぞれ波長６５０ｎｍ、６１０ｎｍ、５５５ｎｍ、５１０ｎｍ、４７０ｎｍ及び４３０ｎｍ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５５５ｎｍ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。
後の表１６において、各実施例１、２、３、４の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１６に示すように、第４実施形態は、各条件式を満足する。
本実施形態において、前記撮像光学レンズ４０は、入射瞳径ＥＮＰＤが３．４４１ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが２．０４０ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１９．４２°である。前記撮像光学レンズ４０は、長焦点距離及び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、且つ優れた光学特性を有する。
以下、表１６では、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、及び第４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。
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的な実施形態であり、実際の応用において、本発明の要旨と範囲から逸脱しない限り、形式及び詳細に対する各種の変更は可能である。
Claims (9)
- 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、及び正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第４レンズのアッベ数をｖ４、前記撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、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。
２．７０≦ｖ１／ｖ４≦４．３０ （１）
－１．２０≦ｆ２／ｆ≦－０．５０ （２）
－０．８０≦ｆ３／ｆ≦－０．３０ （３）
－１０．００≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７－Ｒ８)≦－２．００ （４）
３．００≦ｄ４／ｄ５≦１０．００ （５）
Ｒ３／ｄ３≦－１５．００ （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。
－１．００≦Ｒ１／Ｒ２≦０ （７） - 前記第１レンズの焦点距離をｆ１、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全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（８）～（１０）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。
０．１９≦ｆ１／ｆ≦０．７１ （８）
－１．９８≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１－Ｒ２)≦０ （９）
０．０８≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２５ （１０） - 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全体の光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１１）～（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。
－２．４６≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３－Ｒ４)≦１．５０ （１１）
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１０ （１２） - 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（１３）～（１４）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。
－６．２２≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５－Ｒ６)≦０．４１ （１３）
０．０１≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７ （１４） - 前記第４レンズの焦点距離をｆ４、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（１５）～（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。
０．２４≦ｆ４／ｆ≦２．７３ （１５）
０．０２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１１ （１６） - 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（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。
ｆ／ＴＴＬ≧１．０６ （１７） - 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。
０．３３≦ｆ１２／ｆ≦１．１８ （１８） - 前記第１レンズは、ガラス材質であることを特徴とする請求項１に記載の撮像光学レンズ。
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