JP7116777B2 - 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―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・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枚式又は４枚式のレンズ構造を用いることが多い。また、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枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れており、通常の５枚式のレンズは良好な光学性能を有するものの、その屈折力、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しても、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。
従って、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撮像光学レンズを提供する必要がある。
従って、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の大口径、広角化、極薄化が十分ではない問題を解決する撮像光学レンズを提供することを目的とする。
本発明の技術案は、以下の通りである。
撮像光学レンズであって、前記撮像光学レンズは、合計で５枚のレンズを備え、前記５枚のレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、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、前記第４レンズの像側面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をｄ８、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１）～（３）を満たす。
２．１０≦ｆ１／ｆ≦４．００ （１）
１．００≦ｄ４／ｄ６≦３．００ （２）
０．２０≦ｄ８／ｄ９≦０．９０ （３）
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、前記第４レンズの像側面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をｄ８、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９としたときに、以下の条件式（１）～（３）を満たす。
２．１０≦ｆ１／ｆ≦４．００ （１）
１．００≦ｄ４／ｄ６≦３．００ （２）
０．２０≦ｄ８／ｄ９≦０．９０ （３）
好ましくは、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径をＲ４としたときに、以下の条件式（４）を満たす。
０．３０≦Ｒ３／Ｒ４≦０．８０ （４）
０．３０≦Ｒ３／Ｒ４≦０．８０ （４）
好ましくは、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の中心曲率半径を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（５）～（６）を満たす。
―２０．９０≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦―３．２０ （５）
０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２３ （６）
―２０．９０≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦―３．２０ （５）
０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２３ （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中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径を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。
０．９８≦ｆ２／ｆ≦６．６３ （７）
―１２．１９≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦―１．２８ （８）
０．０５≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１９ （９）
０．９８≦ｆ２／ｆ≦６．６３ （７）
―１２．１９≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦―１．２８ （８）
０．０５≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１９ （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中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側面の中心曲率半径を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。
―１６５３．７１≦ｆ３／ｆ≦３２．０２ （１０）
―４１．８８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１０８．００ （１１）
０．０４≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１３ （１２）
―１６５３．７１≦ｆ３／ｆ≦３２．０２ （１０）
―４１．８８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１０８．００ （１１）
０．０４≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１３ （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中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側面の中心曲率半径を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。
０．４２≦ｆ４／ｆ≦１．３０ （１３）
０．０３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦０．２８ （１４）
０．０５≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１８ （１５）
０．４２≦ｆ４／ｆ≦１．３０ （１３）
０．０３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦０．２８ （１４）
０．０５≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１８ （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中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１０、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。
―１．７６≦ｆ５／ｆ≦―０．５５ （１６）
０．７６≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦２．４８ （１７）
０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１４ （１８）
―１．７６≦ｆ５／ｆ≦―０．５５ （１６）
０．７６≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦２．４８ （１７）
０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１４ （１８）
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（１９）を満たす。
ＴＴＬ／ＩＨ≦１．８１ （１９）
ＴＴＬ／ＩＨ≦１．８１ （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≧７６．５° （２０）
ＦＯＶ≧７６．５° （２０）
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（２１）を満たす。
ＦＮＯ≦１．１５ （２１）
ＦＮＯ≦１．１５ （２１）
本発明は、下記の有益な効果を奏することができる。
本発明は、良好な光学性能を有しつつ、広角化、大口径の設計需要を満たすＴＯＦ撮像光学レンズを提供することができる。
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。
本発明は、良好な光学性能を有しつつ、広角化、大口径の設計需要を満たすＴＯＦ撮像光学レンズを提供することができる。
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。
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１乃至図４を参照すると、本発明は、第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０を提供する。図１では、左側は物体側であり、右側は像側であり、撮像光学レンズ１０は、主に５枚のレンズを備え、物体側から像側に向かって順に絞り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からなる。第５レンズＬ５と像面Ｓｉとの間に光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）ＧＦ又はガラス板などの光学素子が設けられてもよい。
図１乃至図４を参照すると、本発明は、第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０を提供する。図１では、左側は物体側であり、右側は像側であり、撮像光学レンズ１０は、主に５枚のレンズを備え、物体側から像側に向かって順に絞り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からなる。第５レンズＬ５と像面Ｓｉとの間に光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）ＧＦ又はガラス板などの光学素子が設けられてもよい。
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り、第５レンズＬ５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。
本実施形態では、第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、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が正の屈折力を有し、第５レンズＬ５が負の屈折力を有する。
本実施形態では、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、前記第２レンズＬ２の像側面から前記第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離をｄ４、前記第３レンズＬ３の像側面から前記第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離をｄ６、前記第４レンズＬ４の像側面から前記第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離をｄ８、前記第５レンズＬ５の軸上厚みをｄ９と定義し、条件式（１）～（３）を満たす。
２．１０≦ｆ１／ｆ≦４．００ （１）
１．００≦ｄ４／ｄ６≦３．００ （２）
０．２０≦ｄ８／ｄ９≦０．９０ （３）
但し、条件式（１）は、第１レンズの焦点距離と撮像光学レンズ全体の焦点距離との比を規定し、条件式の規定範囲内において、光学システムの性能の向上に寄与する。
２．１０≦ｆ１／ｆ≦４．００ （１）
１．００≦ｄ４／ｄ６≦３．００ （２）
０．２０≦ｄ８／ｄ９≦０．９０ （３）
但し、条件式（１）は、第１レンズの焦点距離と撮像光学レンズ全体の焦点距離との比を規定し、条件式の規定範囲内において、光学システムの性能の向上に寄与する。
条件式（２）は、第３レンズの位置を規定し、条件式の規定範囲内において、レンズの実装に有利である。
条件式（３）は、ｄ８／ｄ９が条件式を満たすとき、第４レンズの厚みと第４、第５レンズの間の空気間隔との比を効果的に定義し、収差を小さくし、像質を向上させることができる。
前記第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径をＲ４と定義し、条件式０．３０≦Ｒ３／Ｒ４≦０．８０を満たす。
この条件式は、第２レンズの形状を規定し、条件式の規定範囲内において、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。
この条件式は、第２レンズの形状を規定し、条件式の規定範囲内において、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。
本実施形態では、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の物体側面の中心曲率半径をＲ１、第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径をＲ２と定義し、条件式―２０．９０≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦―３．２０を満たし、これによって、第１レンズＬ１の形状を合理的に規定し、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―１３．０６≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦―４．００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、条件式０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２３を満たし、条件式の規定範囲において、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≦０．１８を満たす。
本実施形態では、第２レンズＬ２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２レンズＬ２の焦点距離をｆ２、撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆと定義し、条件式０．９８≦ｆ２／ｆ≦６．６３を満たし、第２レンズＬ２の正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を補正することに有利である。好ましくは、条件式１．５８≦ｆ２／ｆ≦５．３０を満たす。
第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径をＲ３、第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径をＲ４と定義し、条件式―１２．１９≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦―１．２８を満たし、この条件式は、第２レンズＬ２の形状を規定し、この条件式の規定範囲において、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である。好ましくは、条件式―７．６２≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦―１．６０を満たす。
第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３、撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬと定義し、条件式０．０５≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１９を満たし、条件式の規定範囲において、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０８≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１５を満たす。
本実施形態では、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の焦点距離をｆ３、撮像光学レンズ１０全体の焦点距離をｆと定義し、―１６５３．７１≦ｆ３／ｆ≦３２．０２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―１０３３．５７≦ｆ３／ｆ≦２５．６１を満たす。
第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径をＲ５、第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径をＲ６と定義し、条件式―４１．８８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１０８．００を満たし、この条件式は、第３レンズの形状を規定し、条件式の規定範囲内において、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―２６．１７≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦８６．４０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と定義し、条件式０．０４≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１３を満たし、条件式の規定範囲において、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０７≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１０を満たす。
本実施形態では、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と定義し、条件式０．４２≦ｆ４／ｆ≦１．３０を満たし、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し、条件式の規定範囲において光学システムの性能の向上に有利である。好ましくは、条件式０．６７≦ｆ４／ｆ≦１．０４を満たす。
第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径をＲ７、第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径をＲ８と定義し、条件式０．０３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦０．２８を満たし、この条件式は、第４レンズＬ４の形状を規定し、条件式の規定範囲において、レンズの極薄広角化が進行するにつれて、軸外画角の収差などの補正に有利である。好ましくは、条件式０．０５≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦０．２２を満たす。
第４レンズＬ４の軸上厚みをｄ７、撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬと定義し、条件式０．０５≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１８を満たし、条件式の規定範囲において、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０９≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１４を満たす。
本実施形態では、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焦点距離ｆ５、撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆと定義し、条件式―１．７６≦ｆ５／ｆ≦―０．５５を満たし、第５レンズＬ５を限定することは、撮像レンズの光線角度を効果的に緩やかにし、公差感度を低減することができる。好ましくは、条件式―１．１０≦ｆ５／ｆ≦―０．６９を満たす。
第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径をＲ９、第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径をＲ１０と定義し、条件式０．７６≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦２．４８を満たし、この条件式は、第５レンズＬ５の形状を規定し、この条件式の規定範囲において、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１．２２≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦１．９９を満たす。
第５レンズＬ５の軸上厚みをｄ９、撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬと定義し、条件式０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１４を満たし、条件式の規定範囲において、極薄化を図ることに有利である。好ましくは、条件式０．０５≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１１を満たす。
本実施形態では、撮像光学レンズ１０の絞り値ＦＮＯは、１．１５以下であり、大口径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の画角ＦＯＶは、７６．５°以上であり、広角化を図ることができる。
本実施形態では、撮像光学レンズ１０の光学長をＴＴＬ、撮像光学レンズ１０の像高をＩＨとしたときに、ＴＴＬ／ＩＨ≦１．８１を満たし、極薄化を図ることができる。
本発明に係る前記撮像光学レンズ１０の焦点距離、各レンズの焦点距離及び中心曲率半径は、上記条件式を満たす場合、撮像光学レンズ１０は、良好な光学性能を有しつつ、大口径、広角化、極薄化の設計需要を満たす。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。
また、本発明の撮像光学レンズは、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）受光端レンズであり、ＴＯＦの技術原理は発射端レンズが赤外面光源を発射し、物体に向けて反射して戻り、受光端レンズは、反射して戻ってきた赤外光情報を受光し、この過程で３Ｄ認識過程を実現する。本発明の撮像光学レンズの動作帯域幅は９２０ｎｍ～９６０ｎｍ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、第５レンズＬ５は、上述した構造及びパラメータの関係を有するため、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し、各種収差を補正することができる。
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、中心曲率半径、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。
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。
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に示す撮像光学レンズ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～光学フィルタＧＦの物体側面中心曲率半径と像側面中心曲率半径Ｒ、各レンズの軸上厚み及び隣り合う２つのレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ及びアッベ数νｄを示す。なお、本実施形態では、Ｒ及び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。
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面中心における曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径
Ｒ９ ：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径
Ｒ１１ ：光学フィルタＧＦの物体側面の中心曲率半径
Ｒ１２ ：光学フィルタＧＦの像側面の中心曲率半径
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
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 ：光学面中心における曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径
Ｒ９ ：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径
Ｒ１１ ：光学フィルタＧＦの物体側面の中心曲率半径
Ｒ１２ ：光学フィルタＧＦの像側面の中心曲率半径
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
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では、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＝(ｘ２／Ｒ)／[１＋{１―(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)}１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６＋Ａ１８ｘ１８＋Ａ２０ｘ２０ （２２）
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。
ｙ＝(ｘ２／Ｒ)／[１＋{１―(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)}１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６＋Ａ１８ｘ１８＋Ａ２０ｘ２０ （２２）
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。
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。
また、後の表１３は、第１、２、３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１３に示すように、第１実施形態は、各条件式を満足する。
図２、図３は、それぞれ波長９２０ｎｍ、９４０ｎｍ、９６０ｎｍ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９２０ｎｍ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。
本実施形態では、前記撮像光学レンズ１０の入射瞳径ＥＮＰＤは、３．２４６ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、３．０００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、７８．１０°であり、撮像光学レンズ１０は、大口径、広角化、極薄化の設計需要を満たし、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り、第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、下記の表に記載の符号の意味も第１実施形態と同様であるため、ここで同じ部分を繰り返し述べず、異なる点のみを以下に示す。
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り、第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、下記の表に記載の符号の意味も第１実施形態と同様であるため、ここで同じ部分を繰り返し述べず、異なる点のみを以下に示す。
本実施形態では、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有する。
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、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変曲点及び停留点の設計データを示す。
また、後の表１３は、第２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し、明らかに、本実施形態に係る撮像光学レンズは、上記条件式を満足する。
図６、図７は、それぞれ波長９２０ｎｍ、９４０ｎｍ、９６０ｎｍ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。図８は、波長９２０ｎｍ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。
本実施形態では、前記撮像光学レンズ２０の入射瞳径ＥＮＰＤは、３．２０９ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、３．０００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、７７．１０°であり、撮像光学レンズ２０は、大口径、広角化、極薄化の設計需要を満たし、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り、第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、下記の表に記載の符号の意味も第１実施形態と同様であるため、ここで同じ部分を繰り返し述べず、異なる点のみを以下に示す。
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り、第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、下記の表に記載の符号の意味も第１実施形態と同様であるため、ここで同じ部分を繰り返し述べず、異なる点のみを以下に示す。
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、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。
また、後の表１３は、第３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し、明らかに、本実施形態に係る撮像光学レンズは、上記条件式を満足する。
図１０、図１１は、それぞれ波長９２０ｎｍ、９４０ｎｍ、９６０ｎｍの光が撮像光学レンズ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９２０ｎｍの光が撮像光学レンズ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。
本実施形態では、前記撮像光学レンズ３０の入射瞳径ＥＮＰＤは、３．１９２ｍｍであり、全視野像高ＩＨは、３．０００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶは、７６．８７°であり、前記撮像光学レンズ３０は、大口径、広角化、極薄化の設計需要を満たし、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。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良され得ることは明らかであるが、これらはいずれも本発明の技術的範囲に属する。
Claims (9)
- 撮像光学レンズであって、
前記撮像光学レンズは、合計で５枚のレンズからなり、前記５枚のレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、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、前記第４レンズの像側面から前記第５レンズの物体側面までの軸上距離をｄ８、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径をＲ４としたときに、以下の条件式（１）～（４）を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
２．１０≦ｆ１／ｆ≦４．００ （１）
１．００≦ｄ４／ｄ６≦３．００ （２）
０．２０≦ｄ８／ｄ９≦０．９０ （３）
０．３０≦Ｒ３／Ｒ４≦０．８０ （４） - 前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の中心曲率半径を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（５）～（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。
―２０．９０≦(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１―Ｒ２)≦―３．２０ （５）
０．０６≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．２３ （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中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径を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に記載の撮像光学レンズ。
０．９８≦ｆ２／ｆ≦６．６３ （７）
―１２．１９≦(Ｒ３＋Ｒ４)／(Ｒ３―Ｒ４)≦―１．２８ （８）
０．０５≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．１９ （９） - 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中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側面の中心曲率半径を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）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学レンズ。
―１６５３．７１≦ｆ３／ｆ≦３２．０２ （１０）
―４１．８８≦(Ｒ５＋Ｒ６)／(Ｒ５―Ｒ６)≦１０８．００ （１１）
０．０４≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．１３ （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中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側面の中心曲率半径を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に記載の撮像光学レンズ。
０．４２≦ｆ４／ｆ≦１．３０ （１３）
０．０３≦(Ｒ７＋Ｒ８)／(Ｒ７―Ｒ８)≦０．２８ （１４）
０．０５≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．１８ （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中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１０、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。
―１．７６≦ｆ５／ｆ≦―０．５５ （１６）
０．７６≦(Ｒ９＋Ｒ１０)／(Ｒ９―Ｒ１０)≦２．４８ （１７）
０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．１４ （１８） - 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（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≦１．８１ （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≧７６．５° （２０） - 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（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。
ＦＮＯ≦１．１５ （２１）
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