JP7185187B2 - Imaging optical system and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、小型の撮像光学系、及びこれを組み込んだ撮像装置に関し、特に、低背化に好適な撮像光学系及び撮像装置に関する。 The present invention relates to a compact image pickup optical system and an image pickup apparatus incorporating the same, and more particularly to an image pickup optical system and image pickup apparatus suitable for reducing the height.
近年、スマートフォン用カメラには、ワイドレンズとテレレンズとが搭載されている。これらのレンズのうちテレレンズでは、焦点距離が長いため、スマートフォンの厚み方向の大きさの制約が設計上非常に厳しいものとなっている。そのため、プリズムによる光路折り曲げによって低背化を図った屈曲タイプのテレレンズが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。これらのレンズでは屈曲タイプのレンズについてさらなる低背化を図っており、テレレンズを構成する部材の一部が非円形を有する絞りやレンズで構成されている。具体的には、特許文献1では、屈曲撮像光学系において、軸上光束有効半径が最大となる大径レンズを非円形としている。また、特許文献2では、物体とレンズとの間又はレンズから撮像面までの間に、非円形の開口部材を設けている。
In recent years, cameras for smartphones are equipped with a wide lens and a tele lens. Among these lenses, the tele lens has a long focal length, so the size in the thickness direction of the smartphone is very severely restricted in terms of design. For this reason, there has been proposed a bent type tele-lens in which the height is reduced by bending the optical path with a prism (see, for example,
しかしながら、特許文献1のレンズでは、軸上光束有効半径が最大となるレンズのみ非円形となっており、軸外光束を含むレンズの有効径についての言及がされていない。そのため、特許文献1のレンズでは、レンズ全系としての低背化が達成されていない。また、特許文献2のレンズでは、絞り部材の形状のみ非円形となっており、レンズ全系としての低背化が達成されていない。
However, in the lens of
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、レンズ全系における低背化を実現した撮像光学系を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an imaging optical system in which the height of the entire lens system is reduced.
また、本発明は、上述の撮像光学系を組み込んだ撮像装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide an imaging apparatus incorporating the imaging optical system described above.
上記課題を達成するため、本発明に係る撮像光学系は、開口絞りと複数のレンズとを備え、開口絞りの開口部と、複数のレンズのうち少なくとも1枚以上のレンズの光学面とが非円形形状であり、
開口絞りは、複数のレンズのうち最も物体側のレンズの物体側に配置され、かつ、最も物体側のレンズから独立して設けられ、
レンズが平行に延びる一対の線状の縁を有し、平行な一対の縁に平行な方向を幅方向とし、平行な一対の縁に垂直な方向を高さ方向として、
開口絞り及び複数のレンズのうち非円形形状を有するすべてのレンズが、以下の条件式を満たす。
0.5<Dyape/Dxape<1.0 … (1)
Dylens/Dyepd<1.2 … (2)
ただし、値Dxapeは開口絞りの開口部の幅方向の長さであり、値Dyapeは開口絞りの開口部の高さ方向の長さであり、値Dylensは非円形形状を有するレンズの総数を上限とする任意の自然数をiとして、非円形形状を有する第i番目のレンズの高さ方向の光学面径であり、値Dyepdは複数のレンズ全体での高さ方向の入射瞳径である。なお、非円形形状を有する開口絞り及びレンズは、これらの外形も非円形形状となっている。
In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention includes an aperture stop and a plurality of lenses, wherein the aperture of the aperture stop and the optical surfaces of at least one or more lenses out of the plurality of lenses are non-uniform. is circular in shape,
the aperture stop is arranged on the object side of the lens closest to the object side among the plurality of lenses, and is provided independently from the lens closest to the object side;
The lens has a pair of linear edges extending in parallel, the direction parallel to the pair of parallel edges is the width direction, and the direction perpendicular to the pair of parallel edges is the height direction,
An aperture stop and all lenses having a non-circular shape among the plurality of lenses satisfy the following conditional expression.
0.5<Dyape/Dxape<1.0 (1)
Dylens/Dyepd<1.2 (2)
However, the value Dxape is the length in the width direction of the aperture of the aperture stop, the value Dyape is the length in the height direction of the aperture of the aperture stop, and the value Dylens is the upper limit of the total number of lenses having a non-circular shape. The optical surface diameter in the height direction of the i-th lens having a non-circular shape, where i is an arbitrary natural number , and the value Dyepd is the entrance pupil diameter in the height direction of the entire plurality of lenses . It should be noted that the aperture stop and lens having non-circular shapes also have non-circular outer shapes.
上記撮像光学系では、開口絞りの開口部と少なくとも1枚のレンズの光学面とを非円形形状にすることにより、大きさの制約が厳しい方向である所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)の長さを短くし、大きさの制約が緩い方向である所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向)の長さを長くする。これにより、開口絞りや複数のレンズが円形状を有する円形状光学系より所定方向の長さを短くしても、非円形形状を有する光学系よりも高さ方向の長さが長い円形状光学系と同じFナンバーを確保した光学系を達成することができる。ここで、同じFナンバーとは、入射瞳面積を同一とすることを意味する。なお、開口絞りやレンズの光学面が円形状を有する場合、非円形形状を有する光学系とFナンバーを一致させると、非円形形状を有する光学系の高さよりも径が大きくなる。 In the above imaging optical system, the opening of the aperture stop and the optical surface of at least one lens are formed in a non-circular shape, so that a predetermined direction (specifically, the height of the lens length) is shortened, and the length in the direction perpendicular to the predetermined direction (specifically, the width direction of the lens), which is the direction in which size restrictions are loose, is lengthened. As a result, even if the length in a predetermined direction is shorter than that of a circular optical system having a circular aperture diaphragm and a plurality of lenses, the circular optical system having a longer length in the height direction than an optical system having a non-circular shape can be obtained. An optical system that secures the same F-number as the system can be achieved. Here, the same F-number means that the entrance pupil areas are the same. When the aperture stop or the optical surface of the lens has a circular shape, matching the F-number with an optical system having a non-circular shape results in a diameter larger than the height of the optical system having a non-circular shape.
条件式(1)は、開口絞りの形状を適切に設定するためのものである。条件式(1)の値Dyape/Dxapeが上限を下回ることで、所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)の長さを所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向)の長さよりも短くし、所定方向の長さが短い光学系を構成することができる。一方、条件式(1)の値Dyape/Dxapeが下限を上回ることで、上記所定方向と上記所定方向に直交する方向とにおける回折限界の差による当該2方向における解像力差が大きくなりすぎない。 Conditional expression (1) is for appropriately setting the shape of the aperture stop. When the value Dyape/Dxape of conditional expression (1) is less than the upper limit, the length in a predetermined direction (specifically, the height direction of the lens) is reduced in the direction perpendicular to the predetermined direction (specifically, the width of the lens). direction), and an optical system having a short length in a predetermined direction can be configured. On the other hand, when the value Dyape/Dxape of conditional expression (1) exceeds the lower limit, the difference in resolving power between the predetermined direction and the direction orthogonal to the predetermined direction due to the difference in diffraction limit between the two directions does not become too large.
条件式(2)は、非円形形状を有するレンズの光学面径を適切に設定するためのものである。条件式(2)の値Dylens/Dyepdが上限を下回ることで、非円形形状を有するレンズの所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)の光学面径が入射瞳径よりも大きくなりすぎず、物体側から像面側までのレンズ全系にて所定方向の長さを短くすることができる。 Conditional expression (2) is for appropriately setting the optical surface diameter of a lens having a non-circular shape. When the value Dylens/Dyepd of conditional expression (2) is below the upper limit, the optical surface diameter of the lens having a non-circular shape in a predetermined direction (specifically, the height direction of the lens) becomes larger than the entrance pupil diameter. In addition, the length in the predetermined direction can be shortened in the entire lens system from the object side to the image plane side.
本発明の具体的な側面によれば、上述の撮像光学系において、以下の条件式を満たす。
0.3<LL/TTL<0.8 … (3)
ただし、値LLは複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの光軸上の距離であり、値TTLは複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離である。
According to a specific aspect of the present invention, the imaging optical system described above satisfies the following conditional expression.
0.3<LL/TTL<0.8 (3)
However, the value LL is the distance on the optical axis from the most object-side lens surface to the image-side lens surface among the plurality of lenses, and the value TTL is the distance from the most object-side lens surface to the image-side focal point among the plurality of lenses. is the distance on the optical axis to
条件式(3)は、レンズ長さを適切に設定するためのものである。条件式(3)の値LL/TTLが上限を下回ることで、テレセントリック性を確保しつつ、像側のレンズの光学面径を小さくすることができ、径の小さい光学系にすることができる。一方、条件式(3)の値LL/TTLが下限を上回ることで、レンズの厚みや間隔を適度に確保でき、成形性や加工性を確保し製造しやすくすることができる。 Conditional expression (3) is for appropriately setting the lens length. When the value LL/TTL of conditional expression (3) is less than the upper limit, the optical surface diameter of the lens on the image side can be reduced while ensuring telecentricity, and an optical system with a small diameter can be achieved. On the other hand, when the value LL/TTL of conditional expression (3) exceeds the lower limit, it is possible to ensure an appropriate thickness and interval between the lenses, to ensure moldability and workability, and to facilitate manufacturing.
本発明の別の側面によれば、開口絞りは、複数のレンズのうち最も物体側のレンズの物体側に配置される。この場合、最も物体側のレンズの光学面径が入射瞳径に対して大きくなりすぎず、径の小さい光学系にすることができる。 According to another aspect of the present invention, the aperture stop is arranged on the object side of the lens closest to the object side among the plurality of lenses. In this case, the diameter of the optical surface of the lens closest to the object side does not become too large with respect to the diameter of the entrance pupil, and an optical system with a small diameter can be achieved.
本発明のさらに別の側面によれば、物体から像面位置までの間に屈曲素子を有する。この場合、屈曲素子により任意の方向に所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)を設定することができ、所定方向の長さを短くすることで任意の方向の低背化が可能となる。 According to yet another aspect of the invention, there is a bending element between the object and the image plane position. In this case, a predetermined direction (specifically, the height direction of the lens) can be set in any direction by the bending element, and by shortening the length in the predetermined direction, the height can be reduced in any direction. becomes.
本発明のさらに別の側面によれば、開口絞り及び複数のレンズのうち非円形形状を有するレンズは、円形状のレンズの高さ方向の長さが短くなるようにレンズの高さ方向に直交した線で切断した形状を有する。この場合、円形をベースにした欠け形状は楕円形をベースにした欠け形状と比較して入射する光線束の面積の確保に有利となる。なお、欠け形状を直接製造するよりも円形を線で切断した方が容易に精度良く製造することができる。 According to still another aspect of the present invention, the aperture stop and the non-circular lens among the plurality of lenses are perpendicular to the height direction of the lens so that the length of the circular lens in the height direction is short. It has a shape cut by the line drawn. In this case, the chipped shape based on a circular shape is more advantageous than the chipped shape based on an elliptical shape in securing the area of the incident light beam. It should be noted that it is easier and more accurate to manufacture by cutting a circle along a line than by directly manufacturing a chipped shape.
本発明のさらに別の側面によれば、複数のレンズの全てのレンズは、非円形形状を有する。この場合、物体側から像面側までのレンズ全系において所定方向(例えば、レンズの高さ方向)の長さを最小にすることができる。 According to yet another aspect of the invention, all lenses of the plurality of lenses have non-circular shapes. In this case, the length of the entire lens system from the object side to the image plane side in a predetermined direction (for example, the height direction of the lens) can be minimized.
本発明のさらに別の側面によれば、複数のレンズは、5枚以上のレンズで構成される。同じFナンバーの場合、円形状の開口絞り径に対し、非円形形状の開口絞り径では、所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)の長さが短く、所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向)の長さが長くなる。非円形形状の開口絞りを有する光学系では、円形状の開口絞りを有する光学系よりも所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向)における収差補正が難しいため、5枚以上のレンズ構成とすることで収差補正を効率良くする。 According to still another aspect of the present invention, the plurality of lenses are composed of 5 or more lenses. In the case of the same F-number, a non-circular aperture diaphragm has a shorter length in a predetermined direction (specifically, the height direction of the lens) and a direction perpendicular to the predetermined direction. (Specifically, the length in the width direction of the lens) is increased. In an optical system with a non-circular aperture stop, it is more difficult to correct aberrations in a direction perpendicular to a predetermined direction (specifically, in the width direction of the lens) than in an optical system with a circular aperture stop. Aberration correction is made efficient by adopting a lens configuration of
本発明のさらに別の側面によれば、物体から像面位置までの間に配置される遮光部材と、複数のレンズを保持する枠部材とを有し、遮光部材の開口部と枠部材の開口部とは、非円形形状を有する。遮光部材と枠部材とを非円形形状にすることにより、開口絞りやレンズ以外の部材に起因して所定方向(具体的には、レンズの高さ方向)の長さが長くなることを防ぐことができる。なお、非円形形状を有する遮光部材及び枠部材は、これらの外形も非円形形状となっている。 According to still another aspect of the present invention, a light shielding member arranged between an object and an image plane position and a frame member holding a plurality of lenses are provided, and an opening of the light shielding member and an opening of the frame member are provided. A section has a non-circular shape. To prevent the length in a predetermined direction (specifically, the height direction of the lens) from increasing due to members other than the aperture diaphragm and the lens by making the light shielding member and the frame member non-circular. can be done. The outer shapes of the light shielding member and the frame member having non-circular shapes are also non-circular.
上記課題を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述した撮像光学系と、撮像光学系から得られる像を検出する撮像素子とを備える。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes the imaging optical system described above and an imaging device that detects an image obtained from the imaging optical system.
上記撮像装置では、上述の撮像光学系を用いることで、低背化を実現した装置を得ることができる。 By using the imaging optical system described above, the above-described imaging apparatus can achieve a low profile.
以下、図1等を参照して、本発明の一実施形態である撮像光学系及び撮像装置について説明する。なお、図1で例示した撮像光学系10は、後述する実施例1の撮像光学系10Aと同一の構成となっている。後述する携帯通信端末において、撮像光学系としてワイドレンズとテレレンズとが搭載されるが、以下では、主にテレレンズを想定して説明する。ただし、本発明に係る撮像光学系10は、テレレンズに限らず、ワイドレンズでも同様の構成としてもよい。
An imaging optical system and an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and the like. The imaging
図1は、本発明の一実施形態である撮像装置100を示す断面図である。撮像装置100は、画像信号を形成するためのカメラモジュール30と、カメラモジュール30を動作させることにより撮像装置100としての機能を発揮させる処理部60とを備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an
カメラモジュール30は、撮像光学系10を内蔵するレンズユニット40と、撮像光学系10によって形成された被写体像を画像信号に変換するセンサー部50とを備える。
The
レンズユニット40は、撮像光学系10と、撮像光学系10に付随した枠部材41とを備える。撮像光学系10は、撮像素子51の撮像面(像面)Iに被写体像を結像させるものである。詳細は後述するが、撮像光学系10は、物体側から順に、開口絞りSTと、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備える。図2、図3(A)、及び3(B)に示すように、各レンズ間には遮光部材SH1~SH3が設けられている。また、図1、図3(A)、及び3(B)に示すように、撮像光学系10は、物体側に光路を折り曲げる屈曲素子PRを備える。屈曲素子PRは、不図示の固定部材によって光軸AXに対して位置決めして固定されている。枠部材41は、レンズ等を内部に収納し保持している。枠部材41は、物体側からの光を入射させる開口OPを有する。枠部材41は、撮像光学系10を構成するレンズL1~L5のうちいずれか1つ以上のレンズを光軸AXに沿って移動させることにより、撮像光学系10の合焦の動作を可能にするため、例えば駆動機構42を有している。駆動機構42は、特定又は全レンズを光軸AXに沿って往復移動させる。駆動機構42は、例えばボイスコイルモーターとガイドとを備える。なお、駆動機構42をボイスコイルモーター等の代わりにステッピングモーター等で構成することができる。
The
センサー部50は、撮像光学系10によって形成された被写体像を光電変換する撮像素子(固体撮像素子)51と、この撮像素子51を支持する基板52とを備える。撮像素子51は、例えばCMOS型のイメージセンサーである。基板52は、撮像素子51を動作させるための配線、周辺回路等を備える。撮像素子51は、支持部材53によって光軸AXに対して位置決めして固定されている。この支持部材53は、レンズユニット40の枠部材41に嵌合するように位置決めされた状態で固定されている。
The
撮像素子51は、撮像面Iとしての光電変換部51aを有し、その周辺には、不図示の信号処理回路が形成されている。光電変換部51aには、画素つまり光電変換素子が2次元的に配置されている。なお、撮像素子51は、上述のCMOS型のイメージセンサーに限るものでなく、CCD等の他の撮像素子を組み込んだものであってもよい。
The
なお、レンズユニット40とセンサー部50との間には、平行平板等を配置することができる。平行平板は、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、撮像素子51のシールガラス等を想定したものである。
A parallel plate or the like can be arranged between the
処理部60は、レンズ駆動部61と、素子駆動部62と、入力部63と、記憶部64と、画像処理部65と、表示部66と、制御部67とを備える。レンズ駆動部61は、駆動機構42を動作させ、第1~第5レンズL1~L5のうちいずれか1つ以上のレンズを光軸AXに沿って移動させることにより、撮像光学系10の合焦等の動作を行わせる。素子駆動部62は、制御部67から撮像素子51を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けて撮像素子51に付随する回路へ出力することによって、撮像素子51を動作させている。また、素子駆動部62は、制御部67の制御下で撮像素子51からのYUVその他のデジタル画素信号をそのまま或いは加工して画像処理部65又は外部回路へ出力する。入力部63は、ユーザーの操作又は外部装置からのコマンドを受け付ける部分である。記憶部64は、撮像装置100の動作に必要な情報、カメラモジュール30によって取得した画像データ、画像処理に用いるレンズ補正データ等を保管する部分である。画像処理部65は、撮像素子51から出力された画像信号に対して画像処理を行う。画像処理部65では、画像信号が例えば動画像に対応するものであるとしてこれを構成するコマ画像に対して加工を施す。画像処理部65は、色補正、階調補正、ズーミング等の通常の画像処理の他に、記憶部64から読み出されたレンズ補正データに基づいて画像信号に対して歪み補正処理を実行する。表示部66は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。なお、表示部66は、入力部63の機能を兼用でき、表示部66を介して、後述する携帯通信端末300の操作をすることができる。制御部67は、レンズ駆動部61、素子駆動部62、入力部63、記憶部64、画像処理部65、表示部66等の動作を統括的に制御しており、例えばカメラモジュール30によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。
The
次に、図4(A)及び4(B)を参照して、図1に例示されるカメラモジュール30を搭載した携帯電話機その他の携帯通信端末300の一例について説明する。
Next, an example of a
携帯通信端末300は、スマートフォン型の携帯端末であり、カメラモジュール30を有する撮像装置100を備える。図示を省略するが、携帯通信端末300は、撮像光学系として、テレレンズ110Aとワイドレンズ110Bとを備える。これらのうちテレレンズ110Aは、上述の撮像光学系10の構成を備える。ここで、携帯通信端末300の厚み方向と、撮像光学系10のレンズの高さ方向yとは略一致している。撮像装置100において、撮像光学系10がテレレンズ110Aとワイドレンズ110Bとを有する場合、処理部60は、テレレンズ110Aとワイドレンズ110Bとで共通のものとしてもよい。また、携帯通信端末300は、不図示のアンテナを介して外部システム等との間の各種情報通信を実現するための無線通信部、電源スイッチ等を含む操作部、システムプログラム、各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)等も備える。なお、ワイドレンズ110Bは、円形状を有していても非円形形状を有していてもよい。
The
なお、上述の撮像装置100は、本発明に好適な撮像装置の一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、カメラモジュール30又は撮像光学系10を組み込んだ撮像装置100は、スマートフォン型の携帯通信端末300に内蔵されるものに限らず、携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)等に内蔵されるものであってもよく、PDA(Personal Digital Assistant)、タブレットパソコン、モバイルパソコン、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に内蔵されるものであってもよい。
Note that the
以下、図1、図2、及び図3(A)~3(C)に戻って、本発明の一実施形態である撮像光学系10について詳細に説明する。撮像光学系10は、物体側より順に、屈曲素子PRと、開口絞りSTと、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とから実質的になる。つまり、開口絞りSTは、複数のレンズのうち最も物体側のレンズである第1レンズL1の物体側に配置される。これにより、第1レンズL1の光学面径が入射瞳径に対して大きくなりすぎず、径の小さい光学系にすることができる。図2に示すように、第1及び第5レンズL1~L5は、光学部11とフランジ部12とをそれぞれ有している。光学部11は物体側と像側とに光学面をそれぞれ有している。レンズの光学面径は、軸上光束及び軸外光束が入射する面である光学面の特定方向(幅方向x又は高さ方向y)の長さを意味する。また、入射瞳径も、上記光学面径と同じ特定方向の長さを意味する。
Hereinafter, referring back to FIGS. 1, 2, and 3(A) to 3(C), the imaging
なお、撮像光学系10を構成する複数のレンズは、上記のように5枚以上のレンズで構成されることが好ましい。同じFナンバーの場合、円形状の開口絞り径に対し、非円形形状の開口絞り径では、所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y又は短手方向)の長さが短く、所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向x又は長手方向)の長さが長くなる。ここで、詳細は後述するが、同じFナンバーとは、入射瞳面積を同一とすることを意味する。非円形形状の開口絞りSTを有する光学系では、円形状の開口絞りを有する光学系よりも所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向x)における収差補正が難しいため、5枚以上のレンズ構成とすることで収差補正を効率良くする。
It should be noted that the plurality of lenses that constitute the imaging
撮像光学系10において、開口絞りSTの開口部13と、複数のレンズのうち少なくとも1枚以上のレンズの光学面とは非円形形状となっている。なお、非円形形状を有する開口絞りST及びレンズは、これらの外形も非円形形状となっている。図示の例では、複数のレンズの全てのレンズ(第1~第5レンズL1~L5)の光学面が非円形形状を有している。これにより、物体側から像面側までのレンズ全系において所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の長さを最小にすることができる。
In the imaging
非円形形状を有する開口絞りSTの開口部13及びレンズの光学面(具体的には、第1~第5レンズL1~L5)は、円形状のレンズの高さ方向yの長さが短くなるようにレンズの高さ方向yに直交した線で切断した欠け形状となっている。図3(C)に示すように、欠け形状は、幅方向xに平行な直線部SLを有する。円形をベースにした欠け形状は楕円形をベースにした欠け形状と比較して入射する光線束の面積の確保に有利となる。なお、欠け形状を直接製造するよりも円形を線で切断した方が容易に精度良く製造することができる。
The
なお、非円形形状を有するレンズの光学面に関する幅方向xと高さ方向yとの比は、開口絞りSTの開口部13に関する幅方向xと高さ方向yとの比に近似していることが好ましい。また、非円形形状を有する開口絞りSTの開口部13及びレンズの光学面は、幅方向x及び高さ方向yの寸法が近似することがより好ましい。
Note that the ratio of the width direction x to the height direction y with respect to the optical surface of the lens having a non-circular shape approximates the ratio of the width direction x to the height direction y with respect to the
図3(B)等に示すように、撮像光学系10において、光路を折り曲げる屈曲素子PRは、プリズムや平面反射鏡等で形成されており、物体から像面位置までの間に設けられている。これにより、屈曲素子PRにより任意の方向に所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)を設定することができ、所定方向の長さを短くすることで任意の方向の低背化が可能となる。図示の例では、屈曲素子PRは、撮像光学系10の物体側に設けられ、レンズの高さ方向yから入射した光を折り曲げ、レンズの高さ方向y及び幅方向xに直交する撮像光学系10の長軸方向zに導く。
As shown in FIG. 3B and the like, in the imaging
図2等に示すように、撮像光学系10において、遮光部材SH1~SH3は、物体側から像面位置までの間に配置されている。図示の例では、第1レンズL1と第2レンズL2との間に第1遮光部材SH1が設けられ、第2レンズL2と第3レンズL3との間に第2遮光部材SH2が設けられ、第3レンズL3と第4レンズL4との間に第3遮光部材SH3が設けられている。遮光部材SH1~SH3は、撮像光学系10で生じうるゴーストやフレアを防止する。
As shown in FIG. 2 and the like, in the imaging
遮光部材SH1~SH3の開口部14と枠部材41の開口部15とは、非円形形状を有している。これにより、開口絞りSTやレンズ以外の部材(つまり、遮光部材SH1~SH3と枠部材41)に起因して所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の長さが長くなることを防ぐことができる。なお、非円形形状を有する遮光部材SH1~SH3及び枠部材41は、これらの外形も非円形形状となっている。
The
撮像光学系10は、以下の条件式を満たす。
0.5<Dyape/Dxape<1.0 … (1)
Dylens/Dyepd<1.2 … (2)
ただし、値Dxapeは開口絞りSTの開口部13の幅方向xの長さであり、値Dyapeは開口絞りSTの開口部13の高さ方向yの長さであり、値Dylensは複数のレンズのうち非円形形状を有するレンズ(図示の例では、第1~第5レンズL1~L5)の高さ方向yの光学面径であり、値Dyepdはレンズの高さ方向yの入射瞳径である。なお、開口絞りSTの幅方向xとレンズの幅方向xとが一致し、開口絞りSTの高さ方向yとレンズの高さ方向yとが一致している。
The imaging
0.5<Dyape/Dxape<1.0 (1)
Dylens/Dyepd<1.2 (2)
However, the value Dxape is the length of the
条件式(1)は、開口絞りSTの形状を適切に設定するためのものである。条件式(1)の値Dyape/Dxapeが上限を下回ることで、所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の長さを所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向x)の長さよりも短くし、所定方向の長さが短い光学系を構成することができる。一方、条件式(1)の値Dyape/Dxapeが下限を上回ることで、上記所定方向と上記所定方向に直交する方向とにおける回折限界の差による当該2方向における解像力差が大きくなりすぎない。 Conditional expression (1) is for appropriately setting the shape of the aperture stop ST. When the value Dyape/Dxape of conditional expression (1) is less than the upper limit, the length in a predetermined direction (specifically, the height direction y of the lens) is reduced in a direction orthogonal to the predetermined direction (specifically, the length of the lens It is shorter than the length in the width direction x), and an optical system having a short length in a predetermined direction can be configured. On the other hand, when the value Dyape/Dxape of conditional expression (1) exceeds the lower limit, the difference in resolving power between the predetermined direction and the direction orthogonal to the predetermined direction due to the difference in diffraction limit between the two directions does not become too large.
条件式(2)は、非円形形状を有するレンズの光学面径を適切に設定するためのものである。条件式(2)の値Dylens/Dyepdが上限を下回ることで、非円形形状を有するレンズの所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の光学面径が入射瞳径よりも大きくなりすぎず、物体側から像面側までのレンズ全系にて所定方向の長さを短くすることができる。 Conditional expression (2) is for appropriately setting the optical surface diameter of a lens having a non-circular shape. When the value Dylens/Dyepd of conditional expression (2) is below the upper limit, the optical surface diameter of the lens having a non-circular shape in a predetermined direction (specifically, the height direction y of the lens) becomes larger than the entrance pupil diameter. The length in the predetermined direction can be shortened in the entire lens system from the object side to the image plane side.
撮像光学系10は、以下の条件式を満たす。
0.3<LL/TTL<0.8 … (3)
ただし、値LLは複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面(具体的には、第1レンズL1の物体側面)から像側のレンズ面(具体的には、第5レンズの像側面)までの光軸AX上の距離であり、値TTLは複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸AX上の距離である。
The imaging
0.3<LL/TTL<0.8 (3)
However, the value LL is from the most object-side lens surface (specifically, the object-side surface of the first lens L1) to the image-side lens surface (specifically, the image-side surface of the fifth lens) among the plurality of lenses. is the distance on the optical axis AX, and the value TTL is the distance on the optical axis AX from the lens surface closest to the object side of the plurality of lenses to the focal point on the image side.
条件式(3)は、レンズ長さを適切に設定するためのものである。条件式(3)の値LL/TTLが上限を下回ることで、テレセントリック性を確保しつつ、像側のレンズ(具体的には、第5レンズL5)の光学面径を小さくすることができ、径の小さい光学系にすることができる。一方、条件式(3)の値LL/TTLが下限を上回ることで、レンズの厚みや間隔を適度に確保でき、成形性や加工性を確保し製造しやすくすることができる。 Conditional expression (3) is for appropriately setting the lens length. When the value LL/TTL of conditional expression (3) is below the upper limit, it is possible to reduce the optical surface diameter of the image-side lens (specifically, the fifth lens L5) while ensuring telecentricity. An optical system with a small diameter can be used. On the other hand, when the value LL/TTL of conditional expression (3) exceeds the lower limit, it is possible to ensure an appropriate thickness and interval between the lenses, to ensure moldability and workability, and to facilitate manufacturing.
以下、図5(A)及び5(B)を参照しつつ、撮像光学系のFナンバーについて説明する。図5(A)は、実施形態としての撮像光学系10のFナンバーについて説明する概念図であり、図5(B)は、比較例としての撮像光学系のFナンバーについて説明する概念図である。図5(A)及び5(B)では、開口絞りの開口部における中心入射光束を示している。焦点距離が同じ光学系である場合、実施形態及び比較例に示す開口絞りの中心入射光束IL1,IL2の面積を同じにすれば、両者のFナンバーも同じにすることができる。以下に具体的な例を示す。
The F number of the imaging optical system will be described below with reference to FIGS. 5(A) and 5(B). FIG. 5A is a conceptual diagram explaining the F-number of the imaging
図5(A)に示す実施形態としての撮像光学系10において、開口絞りSTの開口部13と複数のレンズの光学面とは非円形形状を有しており、円形状をレンズの高さ方向yに関して線で切断した欠け形状となっている。図5(A)において、開口絞りSTの中心入射光束IL1は、例えばレンズの幅方向xの長さWx(又は円形状でみれば直径)が4.5mmであり、レンズの高さ方向yの長さHyが3.6mmとなっている。一方、図5(B)に示す比較例としての撮像光学系において、開口絞りST1の開口部と複数のレンズの光学面とは円形状を有している。図5(B)において、比較例の開口絞りST1の中心入射光束IL2は、例えばレンズの幅方向xの長さWx及びレンズの高さ方向yの長さHy(つまり、円形状の直径)が4.3mmとなっている。実施形態及び比較例に示す撮像光学系の焦点距離はいずれも12mmとなっている。よって、実施形態及び比較例に示す開口絞りの中心入射光束IL1,IL2の面積は同じであり、かつ焦点距離も同じであり、結果的に実施形態及び比較例に示す撮像光学系のFナンバーはいずれも同一の2.8となっている。すなわち、実施形態に係る撮像光学系10は、所定方向に関して円形状を線状に切断しても、中心入射光束に関して比較例に示す円形状を有する撮像光学系と同じ面積とすれば、同じFナンバーを確保することができる。
In the imaging
以上説明した撮像光学系では、開口絞りSTの開口部13と複数のレンズのうち少なくとも1枚のレンズの光学面とを非円形形状にすることにより、大きさの制約が厳しい方向である所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の長さを短くし、大きさの制約が緩い方向である所定方向に直交する方向(具体的には、レンズの幅方向x)の長さを長くしている。これにより、開口絞りや複数のレンズが円形状を有する円形状光学系より所定方向(具体的には、レンズの高さ方向y)の長さ(つまり、携帯通信端末300の厚み方向の長さ)を短くしても、非円形形状を有する光学系よりも高さ方向の長さが長い円形状光学系と同じFナンバーを確保した光学系を達成することができる。なお、開口絞りSTの開口部やレンズの光学面が円形状を有する場合、非円形形状を有する光学系とFナンバーを一致させると、非円形形状を有する光学系の高さよりも径が大きくなる。
In the imaging optical system described above, the
〔実施例〕
以下、本発明の撮像光学系の実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f :撮像光学系全系の焦点距離
F :Fナンバー
2Y :撮像素子の撮像面対角線長
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd :レンズ材料のd線に対する屈折率
νd :レンズ材料のアッベ数
OSx :レンズの幅方向(又は長手方向)の光学面径
OSy :レンズの高さ方向(又は短手方向)の光学面径
〔Example〕
Examples of the imaging optical system of the present invention are shown below. The symbols used in each example are as follows.
f: Focal length of the entire imaging optical system F: F number 2Y: Diagonal length of imaging surface of imaging device R: Radius of curvature D: Distance between upper surfaces of axis Nd: Refractive index of lens material with respect to d-line νd: Abbe number OSx of lens material : Optical surface diameter OSy in the width direction (or longitudinal direction) of the lens : Optical surface diameter in the height direction (or lateral direction) of the lens
各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸AX方向にZ軸をとり、光軸AXと垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
In each example, a surface with an asterisk (*) after each surface number has an aspherical shape. , and the height in the direction perpendicular to the optical axis AX is represented by the following "
Ai: i-th order aspheric coefficient R: radius of curvature K: conic constant
(実施例1)
実施例1の撮像光学系の全体諸元を以下に示す。
f=12.00(mm)
F=2.8
2Y=5.3(mm)
LL=8.00(mm)
TTL=13.19(mm)
(Example 1)
The overall specifications of the imaging optical system of Example 1 are shown below.
f=12.00(mm)
F=2.8
2Y=5.3(mm)
LL=8.00(mm)
TTL=13.19(mm)
実施例1のレンズ面のデータを以下の表1に示す。なお、以下の表1等において、無限大を「INF」と表し、開口絞りを「ST」と表している。
〔表1〕
Surf.N R(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST) INF -0.44 4.50 3.60
2* 3.644 1.76 1.54470 56.2 4.90 3.81
3* 20.443 0.05 4.62 3.69
4* 5.116 0.89 1.63470 23.9 4.50 3.64
5* 2.420 0.61 3.90 3.23
6* 5.333 1.38 1.54470 56.2 4.03 3.31
7* 9.097 0.97 4.02 3.20
8* -3.210 1.46 1.63470 23.9 4.09 3.21
9* -3.966 0.05 4.99 3.72
10* 4.386 0.83 1.54470 56.2 5.40 3.81
11* 5.408 5.25 3.66
Data for the lens surfaces of Example 1 are shown in Table 1 below. In addition, in Table 1 and the like below, infinity is represented as "INF", and aperture stop is represented as "ST".
[Table 1]
Surf.NR(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST)INF -0.44 4.50 3.60
2* 3.644 1.76 1.54470 56.2 4.90 3.81
3* 20.443 0.05 4.62 3.69
4* 5.116 0.89 1.63470 23.9 4.50 3.64
5* 2.420 0.61 3.90 3.23
6* 5.333 1.38 1.54470 56.2 4.03 3.31
7* 9.097 0.97 4.02 3.20
8* -3.210 1.46 1.63470 23.9 4.09 3.21
9* -3.966 0.05 4.99 3.72
10* 4.386 0.83 1.54470 56.2 5.40 3.81
11* 5.408 5.25 3.66
実施例1のレンズ面の非球面係数を以下の表2に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)をE(たとえば2.5E-02)を用いて表すものとする。
〔表2〕
第2面
K=0.14051E+00, A3=0.33440E-03, A4=-0.14206E-02,
A5=0.81777E-03, A6=-0.37615E-03, A7=0.37986E-04,
A8=0.00000E+00
第3面
K=0.49511E+02, A3=0.32581E-02, A4=0.17573E-02,
A5=-0.13966E-02, A6=0.44786E-04, A7=0.74697E-04,
A8=0.00000E+00
第4面
K=-0.11440E+01, A3=0.43708E-02, A4=-0.27774E-02,
A5=0.22491E-03, A6=0.14067E-03, A7=-0.21092E-04,
A8=0.00000E+00
第5面
K=-0.18645E+01, A3=0.32231E-02, A4=0.51637E-02,
A5=0.31578E-02, A6=0.21179E-03, A7=0.52540E-04,
A8=0.00000E+00
第6面
K=-0.59755E+01, A3=0.11748E-02, A4=0.22838E-02,
A5=0.10858E-02, A6=0.10413E-03, A7=0.37953E-03,
A8=-0.10779E-03
第7面
K=0.18102E+02, A3=0.23936E-03, A4=-0.74157E-02,
A5=0.13688E-02, A6=0.63209E-03, A7=-0.39317E-03,
A8=0.00000E+00
第8面
K=-0.38556E+01, A3=-0.14811E-02, A4=-0.71135E-02,
A5=0.30806E-03, A6=0.13718E-02, A7=-0.80066E-03,
A8=0.00000E+00
第9面
K=0.91775E+00, A3=-0.29230E-02, A4=0.13884E-01,
A5=-0.58928E-03, A6=-0.72003E-03, A7=-0.89032E-04,
A8=0.56625E-04
第10面
K=-0.24382E-01, A3=0.37457E-02, A4=-0.83241E-02,
A5=0.27108E-02, A6=0.48212E-03, A7=-0.25279E-03,
A8=0.00000E+00
第11面
K=-0.18328E+02, A3=0.89366E-02, A4=-0.52535E-02,
A5=0.11161E-02, A6=0.18117E-02, A7=-0.48885E-03,
A8=0.00000E+00
The aspheric coefficients of the lens surfaces of Example 1 are shown in Table 2 below. In the following (including lens data in tables), powers of 10 (eg, 2.5×10 −02 ) are represented by E (eg, 2.5E-02).
[Table 2]
2nd side
K=0.14051E+00, A3=0.33440E-03, A4=-0.14206E-02,
A5=0.81777E-03, A6=-0.37615E-03, A7=0.37986E-04,
A8=0.00000E+00
3rd side
K=0.49511E+02, A3=0.32581E-02, A4=0.17573E-02,
A5=-0.13966E-02, A6=0.44786E-04, A7=0.74697E-04,
A8=0.00000E+00
4th side
K=-0.11440E+01, A3=0.43708E-02, A4=-0.27774E-02,
A5=0.22491E-03, A6=0.14067E-03, A7=-0.21092E-04,
A8=0.00000E+00
5th side
K=-0.18645E+01, A3=0.32231E-02, A4=0.51637E-02,
A5=0.31578E-02, A6=0.21179E-03, A7=0.52540E-04,
A8=0.00000E+00
6th side
K=-0.59755E+01, A3=0.11748E-02, A4=0.22838E-02,
A5=0.10858E-02, A6=0.10413E-03, A7=0.37953E-03,
A8=-0.10779E-03
7th side
K=0.18102E+02, A3=0.23936E-03, A4=-0.74157E-02,
A5=0.13688E-02, A6=0.63209E-03, A7=-0.39317E-03,
A8=0.00000E+00
8th side
K=-0.38556E+01, A3=-0.14811E-02, A4=-0.71135E-02,
A5=0.30806E-03, A6=0.13718E-02, A7=-0.80066E-03,
A8=0.00000E+00
9th side
K=0.91775E+00, A3=-0.29230E-02, A4=0.13884E-01,
A5=-0.58928E-03, A6=-0.72003E-03, A7=-0.89032E-04,
A8=0.56625E-04
10th side
K=-0.24382E-01, A3=0.37457E-02, A4=-0.83241E-02,
A5=0.27108E-02, A6=0.48212E-03, A7=-0.25279E-03,
A8=0.00000E+00
11th side
K=-0.18328E+02, A3=0.89366E-02, A4=-0.52535E-02,
A5=0.11161E-02, A6=0.18117E-02, A7=-0.48885E-03,
A8=0.00000E+00
図6(A)~6(C)は、実施例1の撮像光学系10A等を説明する図である。図6(A)は、撮像光学系10Aのレンズの幅方向xに関する断面図である。図6(B)は、撮像光学系10Aのレンズの高さ方向yに関する断面図である。図6(C)は、開口絞りSTの開口部13の平面図であり、撮像光学系10Aの開口部13の位置における横断面図である。なお、屈曲素子及び遮光部材等については図示を省略している(以下の実施例でも同様)。撮像光学系10Aは、物体側より順に、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備える。第1レンズL1の物体側には、開口絞りSTが配置されている。開口絞りSTの開口部13と第1~第5レンズL1~L5の光学面とは、非円形形状を有している。
6A to 6C are diagrams for explaining the imaging
(実施例2)
実施例2の撮像光学系の全体諸元を以下に示す。
f=14.03(mm)
F=3.3
2Y=4(mm)
LL=6.68(mm)
TTL=12.70(mm)
(Example 2)
The overall specifications of the imaging optical system of Example 2 are shown below.
f=14.03(mm)
F=3.3
2Y=4 (mm)
LL=6.68(mm)
TTL=12.70(mm)
実施例2のレンズ面のデータを以下の表3に示す。
〔表3〕
Surf.N R(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST) INF -0.40 4.30 4.00
2* 3.408 1.72 1.54470 56.2 4.63 4.26
3* -119.353 0.12 4.45 4.06
4* 29.900 0.96 1.63470 23.9 4.36 3.98
5* 3.728 0.39 3.81 3.50
6* 5.103 0.97 1.54470 56.2 3.82 3.49
7* 4.529 1.06 3.80 3.47
8* 13.630 0.49 1.63470 23.9 3.86 3.47
9* -17.918 0.45 3.85 3.45
10* -7.418 0.53 1.54470 56.2 3.80 3.38
11* 322.263 3.46 3.93 3.43
12 INF 0.21 1.51630 64.1 4.00 3.60
13 INF 4.00 3.60
Data for the lens surfaces of Example 2 are shown in Table 3 below.
[Table 3]
Surf.NR(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST)INF -0.40 4.30 4.00
2* 3.408 1.72 1.54470 56.2 4.63 4.26
3* -119.353 0.12 4.45 4.06
4* 29.900 0.96 1.63470 23.9 4.36 3.98
5* 3.728 0.39 3.81 3.50
6* 5.103 0.97 1.54470 56.2 3.82 3.49
7* 4.529 1.06 3.80 3.47
8* 13.630 0.49 1.63470 23.9 3.86 3.47
9* -17.918 0.45 3.85 3.45
10* -7.418 0.53 1.54470 56.2 3.80 3.38
11* 322.263 3.46 3.93 3.43
12INF 0.21 1.51630 64.1 4.00 3.60
13INF 4.00 3.60
実施例2のレンズ面の非球面係数を以下の表4に示す。
〔表4〕
第2面
K=-0.81987E-01, A4=0.52448E-04, A6=0.15456E-04,
A8=0.49313E-05, A10=-0.75105E-06
第3面
K=-0.80000E+02, A4=0.17368E-02, A6=0.11447E-03,
A8=-0.82653E-05, A10=0.81473E-06
第4面
K=0.53507E+02, A4=-0.99947E-03, A6=0.18554E-03,
A8=0.33217E-04, A10=-0.12425E-05
第5面
K=-0.15776E+01, A4=0.33690E-02, A6=0.91561E-04,
A8=0.55270E-04, A10=0.32801E-04
第6面
K=-0.20979E+01, A4=0.16168E-02, A6=-0.11973E-03,
A8=-0.27050E-04, A10=0.70555E-05
第7面
K=0.34853E+01, A4=-0.61989E-02, A6=0.12271E-03,
A8=-0.11390E-03, A10=-0.35124E-04
第8面
K=0.37381E+02, A4=-0.25804E-02, A6=0.42636E-04,
A8=-0.16786E-03, A10=0.13261E-04
第9面
K=0.65334E+02, A4=0.26252E-02, A6=0.54334E-04,
A8=-0.12455E-03, A10=0.43036E-04
第10面
K=0.89807E+01, A4=-0.93595E-02, A6=0.37463E-03,
A8=0.59061E-04, A10=0.13911E-04
第11面
K=0.80000E+02, A4=-0.10728E-01, A6=0.66780E-03,
A8=0.19875E-05, A10=-0.43844E-05
The aspheric coefficients of the lens surfaces of Example 2 are shown in Table 4 below.
[Table 4]
2nd side
K=-0.81987E-01, A4=0.52448E-04, A6=0.15456E-04,
A8=0.49313E-05, A10=-0.75105E-06
3rd side
K=-0.80000E+02, A4=0.17368E-02, A6=0.11447E-03,
A8=-0.82653E-05, A10=0.81473E-06
4th side
K=0.53507E+02, A4=-0.99947E-03, A6=0.18554E-03,
A8=0.33217E-04, A10=-0.12425E-05
5th side
K=-0.15776E+01, A4=0.33690E-02, A6=0.91561E-04,
A8=0.55270E-04, A10=0.32801E-04
6th side
K=-0.20979E+01, A4=0.16168E-02, A6=-0.11973E-03,
A8=-0.27050E-04, A10=0.70555E-05
7th side
K=0.34853E+01, A4=-0.61989E-02, A6=0.12271E-03,
A8=-0.11390E-03, A10=-0.35124E-04
8th side
K=0.37381E+02, A4=-0.25804E-02, A6=0.42636E-04,
A8=-0.16786E-03, A10=0.13261E-04
9th side
K=0.65334E+02, A4=0.26252E-02, A6=0.54334E-04,
A8=-0.12455E-03, A10=0.43036E-04
10th side
K=0.89807E+01, A4=-0.93595E-02, A6=0.37463E-03,
A8=0.59061E-04, A10=0.13911E-04
11th side
K=0.80000E+02, A4=-0.10728E-01, A6=0.66780E-03,
A8=0.19875E-05, A10=-0.43844E-05
図7(A)~7(C)は、実施例2の撮像光学系10B等を説明する図である。図7(A)は、撮像光学系10Bのレンズの幅方向xに関する断面図である。図7(B)は、撮像光学系10Bのレンズの高さ方向yに関する断面図である。図7(C)は、開口絞りSTの開口部13の平面図である。なお、屈曲素子及び遮光部材等については図示を省略している。撮像光学系10Bは、物体側より順に、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備える。第1レンズL1の物体側には、開口絞りSTが配置されている。第5レンズL5の光射出面と撮像面(像面)Iとの間には、平行平板Fが配置されている。平行平板Fは、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定したものである(以下の実施例でも同様)。開口絞りSTの開口部13と第1~第5レンズL1~L5の光学面とは、非円形形状を有している。
7A to 7C are diagrams for explaining the imaging
(実施例3)
実施例3の撮像光学系の全体諸元を以下に示す。
f=20.80(mm)
F=3.6
2Y=4(mm)
LL=12.55(mm)
TTL=17.50(mm)
(Example 3)
The overall specifications of the imaging optical system of Example 3 are shown below.
f = 20.80 (mm)
F=3.6
2Y=4 (mm)
LL=12.55(mm)
TTL=17.50(mm)
実施例3のレンズ面のデータを以下の表5に示す。
〔表5〕
Surf.N R(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST) INF -0.50 6.40 4.54
2* 4.858 2.41 1.54470 56.2 6.73 4.61
3* -30.917 0.23 6.40 4.27
4* 125.546 1.44 1.63470 23.9 6.11 4.13
5* 6.307 1.14 5.12 3.62
6* 8.711 1.42 1.54470 56.2 4.94 3.45
7* 6.053 3.21 4.52 3.14
8* 90.426 0.50 1.63470 23.9 4.23 2.85
9* -12.231 0.70 4.25 2.83
10* -5.031 1.49 1.54470 56.2 4.05 2.67
11* -26.426 4.00 4.21 2.70
12 INF 0.21 1.51630 64.1 4.40 3.60
13 INF 4.40 3.60
Data for the lens surfaces of Example 3 are shown in Table 5 below.
[Table 5]
Surf.NR(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST)INF -0.50 6.40 4.54
2* 4.858 2.41 1.54470 56.2 6.73 4.61
3* -30.917 0.23 6.40 4.27
4* 125.546 1.44 1.63470 23.9 6.11 4.13
5* 6.307 1.14 5.12 3.62
6* 8.711 1.42 1.54470 56.2 4.94 3.45
7* 6.053 3.21 4.52 3.14
8* 90.426 0.50 1.63470 23.9 4.23 2.85
9* -12.231 0.70 4.25 2.83
10* -5.031 1.49 1.54470 56.2 4.05 2.67
11* -26.426 4.00 4.21 2.70
12INF 0.21 1.51630 64.1 4.40 3.60
13INF 4.40 3.60
実施例3のレンズ面の非球面係数を以下の表6に示す。
〔表6〕
第2面
K=-0.57301E-01, A4=0.33846E-04, A6=0.49638E-05,
A8=0.48466E-06, A10=0.22545E-08
第3面
K=-0.45968E+02, A4=0.62247E-03, A6=0.29760E-04,
A8=-0.72790E-06, A10=-0.78220E-07
第4面
K=0.80000E+02, A4=-0.86463E-04, A6=0.47287E-04,
A8=0.37355E-05, A10=-0.35381E-06
第5面
K=-0.15724E+01, A4=0.10381E-02, A6=0.63967E-04,
A8=0.22762E-04, A10=0.78722E-06
第6面
K=-0.42601E+01, A4=0.56481E-04, A6=-0.62544E-04,
A8=0.27859E-05, A10=-0.22007E-06
第7面
K=0.40145E+01, A4=-0.26737E-02, A6=-0.13682E-03,
A8=-0.59560E-04, A10=-0.16643E-05
第8面
K=-0.26470E+01, A4=-0.14811E-03, A6=-0.10715E-03,
A8=-0.88273E-04, A10=-0.19739E-04
第9面
K=0.12736E+02, A4=0.20803E-03, A6=-0.71746E-04,
A8=-0.51391E-04, A10=-0.25692E-04
第10面
K=0.26415E+01, A4=0.38799E-03, A6=0.41321E-03,
A8=0.88190E-04, A10=-0.21288E-04
第11面
K=-0.66280E+02, A4=-0.19927E-02, A6=0.22422E-03,
A8=-0.14021E-04, A10=-0.18579E-05
The aspheric coefficients of the lens surfaces of Example 3 are shown in Table 6 below.
[Table 6]
2nd side
K=-0.57301E-01, A4=0.33846E-04, A6=0.49638E-05,
A8=0.48466E-06, A10=0.22545E-08
3rd side
K=-0.45968E+02, A4=0.62247E-03, A6=0.29760E-04,
A8=-0.72790E-06, A10=-0.78220E-07
4th side
K=0.80000E+02, A4=-0.86463E-04, A6=0.47287E-04,
A8=0.37355E-05, A10=-0.35381E-06
5th side
K=-0.15724E+01, A4=0.10381E-02, A6=0.63967E-04,
A8=0.22762E-04, A10=0.78722E-06
6th side
K=-0.42601E+01, A4=0.56481E-04, A6=-0.62544E-04,
A8=0.27859E-05, A10=-0.22007E-06
7th side
K=0.40145E+01, A4=-0.26737E-02, A6=-0.13682E-03,
A8=-0.59560E-04, A10=-0.16643E-05
8th side
K=-0.26470E+01, A4=-0.14811E-03, A6=-0.10715E-03,
A8=-0.88273E-04, A10=-0.19739E-04
9th side
K=0.12736E+02, A4=0.20803E-03, A6=-0.71746E-04,
A8=-0.51391E-04, A10=-0.25692E-04
10th side
K=0.26415E+01, A4=0.38799E-03, A6=0.41321E-03,
A8=0.88190E-04, A10=-0.21288E-04
11th side
K=-0.66280E+02, A4=-0.19927E-02, A6=0.22422E-03,
A8=-0.14021E-04, A10=-0.18579E-05
図8(A)~8(C)は、実施例3の撮像光学系10C等を説明する図である。図8(A)は、撮像光学系10Cのレンズの幅方向xに関する断面図である。図8(B)は、撮像光学系10Cのレンズの高さ方向yに関する断面図である。図8(C)は、開口絞りSTの開口部13の平面図である。撮像光学系10Cは、物体側より順に、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備える。第1レンズL1の物体側には、開口絞りSTが配置されている。第5レンズL5の光射出面と撮像面(像面)Iとの間には、平行平板Fが配置されている。開口絞りSTの開口部13と第1~第5レンズL1~L5の光学面とは、非円形形状を有している。
8A to 8C are diagrams for explaining the imaging
(実施例4)
実施例4の撮像光学系の全体諸元を以下に示す。
f=16.90(mm)
F=3.7
2Y=5(mm)
LL=9.43(mm)
TTL=13.00(mm)
(Example 4)
The overall specifications of the imaging optical system of Example 4 are shown below.
f = 16.90 (mm)
F=3.7
2Y=5 (mm)
LL=9.43(mm)
TTL=13.00(mm)
実施例4のレンズ面のデータを以下の表7に示す。
〔表7〕
Surf.N R(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST) INF -0.45 4.80 3.80
2* 3.996 2.12 1.54470 56.2 5.11 4.01
3* -11.920 0.31 4.93 3.82
4* -53.190 1.20 1.63470 23.9 4.64 3.62
5* 5.341 1.05 4.08 3.23
6* 5.721 0.86 1.54470 56.2 3.92 3.09
7* 3.716 2.67 3.63 3.06
8* -11.640 0.51 1.63470 23.9 3.50 3.08
9* -3.756 0.32 3.60 3.16
10* -4.748 0.40 1.54470 56.2 4.11 3.09
11* 7.323 1.16 4.34 3.16
12 INF 0.21 1.51630 64.1 5.00 4.00
13 INF 5.00 4.00
Data for the lens surfaces of Example 4 are shown in Table 7 below.
[Table 7]
Surf.NR(mm) D(mm) Nd νd OSx(mm) OSy(mm)
1(ST)INF -0.45 4.80 3.80
2* 3.996 2.12 1.54470 56.2 5.11 4.01
3* -11.920 0.31 4.93 3.82
4* -53.190 1.20 1.63470 23.9 4.64 3.62
5* 5.341 1.05 4.08 3.23
6* 5.721 0.86 1.54470 56.2 3.92 3.09
7* 3.716 2.67 3.63 3.06
8* -11.640 0.51 1.63470 23.9 3.50 3.08
9* -3.756 0.32 3.60 3.16
10* -4.748 0.40 1.54470 56.2 4.11 3.09
11* 7.323 1.16 4.34 3.16
12INF 0.21 1.51630 64.1 5.00 4.00
13INF 5.00 4.00
実施例4のレンズ面の非球面係数を以下の表8に示す。
〔表8〕
第2面
K=-0.11896E+00, A4=-0.16400E-04, A6=-0.10730E-04,
A8=0.32966E-05, A10=-0.38585E-06
第3面
K=-0.29301E+02, A4=0.48017E-03, A6=0.11479E-04,
A8=-0.45798E-05, A10=0.49828E-06
第4面
K=0.77573E+02, A4=-0.83077E-03, A6=0.17620E-05,
A8=0.15061E-04, A10=0.58614E-06
第5面
K=-0.36489E+01, A4=0.37401E-03, A6=0.21608E-04,
A8=0.55233E-05, A10=0.12575E-04
第6面
K=-0.57597E+00, A4=0.46073E-03, A6=-0.37119E-04,
A8=-0.81743E-06, A10=-0.17927E-04
第7面
K=0.21276E+01, A4=-0.37758E-02, A6=-0.66670E-04,
A8=0.21843E-03, A10=-0.18131E-03
第8面
K=0.42818E+02, A4=-0.94434E-02, A6=0.87857E-04,
A8=-0.69294E-03, A10=0.24833E-03
第9面
K=0.16950E+00 A4=0.80164E-02, A6=-0.50472E-02,
A8=0.54725E-03, A10=0.59017E-04
第10面
K=0.22301E+01, A4=-0.12632E-01, A6=0.82113E-02,
A8=-0.24302E-02, A10=0.42126E-03
第11面
K=-0.36532E+02, A4=-0.27985E-01, A6=0.10467E-01,
A8=-0.22180E-02, A10=0.17917E-03
The aspheric coefficients of the lens surfaces of Example 4 are shown in Table 8 below.
[Table 8]
2nd side
K=-0.11896E+00, A4=-0.16400E-04, A6=-0.10730E-04,
A8=0.32966E-05, A10=-0.38585E-06
3rd side
K=-0.29301E+02, A4=0.48017E-03, A6=0.11479E-04,
A8=-0.45798E-05, A10=0.49828E-06
4th side
K=0.77573E+02, A4=-0.83077E-03, A6=0.17620E-05,
A8=0.15061E-04, A10=0.58614E-06
5th side
K=-0.36489E+01, A4=0.37401E-03, A6=0.21608E-04,
A8=0.55233E-05, A10=0.12575E-04
6th side
K=-0.57597E+00, A4=0.46073E-03, A6=-0.37119E-04,
A8=-0.81743E-06, A10=-0.17927E-04
7th side
K=0.21276E+01, A4=-0.37758E-02, A6=-0.66670E-04,
A8=0.21843E-03, A10=-0.18131E-03
8th side
K=0.42818E+02, A4=-0.94434E-02, A6=0.87857E-04,
A8=-0.69294E-03, A10=0.24833E-03
9th side
K=0.16950E+00 A4=0.80164E-02, A6=-0.50472E-02,
A8=0.54725E-03, A10=0.59017E-04
10th side
K=0.22301E+01, A4=-0.12632E-01, A6=0.82113E-02,
A8=-0.24302E-02, A10=0.42126E-03
11th side
K=-0.36532E+02, A4=-0.27985E-01, A6=0.10467E-01,
A8=-0.22180E-02, A10=0.17917E-03
図9(A)~9(C)は、実施例4の撮像光学系10D等を説明する図である。図9(A)は、撮像光学系10Dのレンズの幅方向xに関する断面図である。図9(B)は、撮像光学系10Dのレンズの高さ方向yに関する断面図である。図9(C)は、開口絞りSTの開口部13の平面図である。撮像光学系10Dは、物体側より順に、第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備える。第1レンズL1の物体側には、開口絞りSTが配置されている。第5レンズL5の光射出面と撮像面(像面)Iとの間には、平行平板Fが配置されている。開口絞りSTの開口部13と第1~第5レンズL1~L5の光学面とは、非円形形状を有している。
9A to 9C are diagrams for explaining the imaging
以下の表9は、各条件式(1)~(3)に対応する各実施例1~4の値をまとめたものである。
〔表9〕
Table 9 below summarizes the values of Examples 1 to 4 corresponding to each conditional expression (1) to (3).
[Table 9]
以上、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、撮像光学系10を構成する複数のレンズの全てのレンズが非円形形状を有するとしたが、複数のレンズのうち少なくとも有効径が最も大きいレンズを非円形形状とすればよい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like. For example, in the above embodiment, all of the plurality of lenses constituting the imaging
また、上記実施形態として、撮像光学系10に屈曲素子PRを設けたが、屈曲素子PRを設けなくてもよい。この場合、光の入射方向は、撮像光学系10の長軸方向zに沿ったものとなる。
Further, in the above embodiment, the imaging
AX…光軸、 F…平行平板、 I…撮像面、 L1~L5…レンズ、 PR…屈曲素子、 SH1~SH3 遮光部材、 10,10A,10B,10C…撮像光学系、 30…カメラモジュール、 40…レンズユニット、 41…枠部材、 50…センサー部、 51…撮像素子、 60…処理部、 100…撮像装置、 300…携帯通信端末
AX... Optical axis F... Parallel plate I... Imaging surface L1 to L5... Lens PR... Bending element SH1 to SH3
Claims (8)
前記開口絞りの開口部と、前記複数のレンズのうち少なくとも1枚以上のレンズの光学面とが非円形形状であり、
前記開口絞りは、前記複数のレンズのうち最も物体側のレンズの物体側に配置され、かつ、前記最も物体側のレンズから独立して設けられ、
前記レンズが平行に延びる一対の線状の縁を有し、前記平行な一対の縁に平行な方向を幅方向とし、前記平行な一対の縁に垂直な方向を高さ方向として、
前記開口絞り及び前記複数のレンズのうち非円形形状を有するすべてのレンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
0.5<Dyape/Dxape<1.0 … (1)
Dylens/Dyepd<1.2 … (2)
ただし、
Dxape:前記開口絞りの前記開口部の幅方向の長さ
Dyape:前記開口絞りの前記開口部の高さ方向の長さ
Dylens:前記非円形形状を有するレンズの総数を上限とする任意の自然数をiとして、前記非円形形状を有する第i番目のレンズの前記高さ方向の光学面径
Dyepd:前記複数のレンズ全体での前記高さ方向の入射瞳径 Equipped with an aperture diaphragm and a plurality of lenses,
an aperture of the aperture stop and an optical surface of at least one lens among the plurality of lenses have a non-circular shape;
the aperture stop is arranged on the object side of the lens closest to the object side among the plurality of lenses, and is provided independently from the lens closest to the object side;
The lens has a pair of linear edges extending in parallel, the direction parallel to the pair of parallel edges is the width direction, and the direction perpendicular to the pair of parallel edges is the height direction,
An imaging optical system , wherein the aperture stop and all of the plurality of lenses having a non-circular shape satisfy the following conditional expression.
0.5<Dyape/Dxape<1.0 (1)
Dylens/Dyepd<1.2 (2)
however,
Dxape: length in the width direction of the aperture of the aperture stop Dyape: length in the height direction of the aperture of the aperture stop Dylens: an arbitrary natural number up to the total number of lenses having the non-circular shape where i is the optical surface diameter in the height direction of the i-th lens having the non-circular shape Dyepd: the entrance pupil diameter in the height direction of the entire plurality of lenses
0.3<LL/TTL<0.8 … (3)
ただし、
LL:前記複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの光軸上の距離
TTL:前記複数のレンズのうち最も物体側のレンズ面から像側焦点までの前記光軸上の距離 2. The imaging optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.3<LL/TTL<0.8 (3)
however,
LL: distance on the optical axis from the most object-side lens surface to the image-side lens surface among the plurality of lenses TTL: the optical axis from the most object-side lens surface to the image-side focal point among the plurality of lenses distance above
前記遮光部材の開口部と前記枠部材の開口部とは、非円形形状を有することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の撮像光学系。 A light shielding member arranged between an object and an image plane position, and a frame member holding the plurality of lenses,
The imaging optical system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the opening of the light shielding member and the opening of the frame member have non-circular shapes.
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