JP7478896B1 - 撮像光学レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光学レンズの分野に関し、撮像光学レンズを提供する。【解決の手段】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、正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、正の屈折力を有する第４レンズ、屈折力を有する第５レンズを含み、前記第１レンズの材質及び前記第４レンズの材質がガラスであり、且つ、１．７０≦ｎ１≦２．２０、０．１０≦Ｒ５／Ｒ６≦０．９０、０．７５≦ｆ４／ｆ≦１．５５、０．６０≦ｄ２／ｄ３≦３．００の関係式を満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、光学レンズの分野に関し、特に、スマートフォン、デジタルカメラ等の携帯端末装置、モニター、ＰＣレンズ、車載レンズ等の撮像装置に適用される撮像光学レンズに関する。

近年のスマートデバイスの台頭により、小型化された光学レンズの需要が高まっており、電荷結合素子の画素サイズの縮小や、現在の電子機器のトレンドは機能性、薄さ、ポータビリティにあることにより、現在の市場では、良好な画像品質を持つ小型化光学レンズが主流となりつつある。優れた結像品質を得るために、レンズは、複数のレンズ構造を用いることが多い。また、技術の進化及びユーザの多様化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、システムの結像品質に対する要求が高くなってきているなか、５枚式のレンズ構造徐々にレンズの設計に現れている。従って、優れた光学特性を有し、小さい体積を有し、収差が十分に補正される望遠撮像レンズに対する要望が高まっている。

本発明は、上記の問題点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共に、大絞り、極薄化、優れた温度性能の設計要件を満たすことができる撮像光学レンズを提供することを目的とする。

上記の技術的課題を解決するために、本発明の実施形態には、撮像光学レンズが提供され、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、正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、正の屈折力を有する第４レンズ、屈折力を有する第５レンズを含み、前記第１レンズの材質及び前記第４レンズの材質がガラスであり、ここで、前記第１レンズの屈折率をｎ１、前記第３レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側の面の中心曲率半径をＲ６、前記撮像光学レンズの焦点距離をｆ、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第１レンズの像側の面から前記第２レンズの物体側の面までの軸上距離をｄ２、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３にしたときに、以下の関係式を満たす。
１．７０≦ｎ１≦２．２０
０．１０≦Ｒ５／Ｒ６≦０．９０
０．７５≦ｆ４／ｆ≦１．５５
０．６０≦ｄ２／ｄ３≦３．００

好ましくは、前記第５レンズの物体側の面の曲率半径をＲ９、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９にしたときに、以下の関係式を満たす。
０．９０≦Ｒ９／ｄ９≦４．００

好ましくは、前記第４レンズの屈折率をｎ４にしたときに、以下の関係式を満たす。
１．７０≦ｎ４≦２．２０

好ましくは、前記撮像光学レンズの作動波長は、８０５ｎｍ～９７５ｎｍである。

好ましくは、前記撮像光学レンズの作動温度の範囲は－４０℃～８５℃にある。

好ましくは、前記第１レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側の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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式を満たす。
１．１４≦ｆ１／ｆ≦４．８９
－５．１４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－１．０５
０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１９

好ましくは、前記第２レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第２レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側の面の中心曲率半径をＲ４、前記撮像光学レンズの光学全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式を満たす。
１．３６≦ｆ２／ｆ≦６．４０
－６．４５≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－１．０５
０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０６

好ましくは、前記第３レンズは、その物体側の面が近軸において凹面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式を満たす。
－５．９８≦ｆ３／ｆ≦－０．４９
－１６．５８≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦－０．８２
０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７

好ましくは、前記第４レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、前記第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側の面の曲率半径を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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式を満たす。
－１．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦１．４５
０．０７≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．２８

好ましくは、前記第５レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの物体側の面の曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側の面の曲率半径を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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式を満たす。
－９．１６≦ｆ５／ｆ≦６．２２
－１６．５４≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦１３７．１３
０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．３１

本発明の有益な効果は下記の通りである。本発明によれば、撮像光学レンズは、優れた光学特性を有し、大絞り、優れた温度性能の特性を有し、特に高画素用のＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子から構成される車載の撮像レンズ部品と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考案をより明確に説明し、以下、実施形態の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面の説明が、本発明のいくつかの実施形態のみを説明するためのものであり、当業者にとっては、創造的な努力を払わなくて、これらの図面からほかの図面も得られる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。 図２は、図１に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。 図３は、図１に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。 図４は、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図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。 図６は、図５に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。 図７は、図５に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。 図８は、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図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。 図１０は、図９に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。 図１１は、図９に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。 図１２は、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図である。 図１３は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。 図１４は、図１３に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。 図１５は、図１３に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。 図１６は、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図である。 図１７は、比較実施形態に係る撮像光学レンズの構造を示す図である。 図１８は、図１７に示す撮像光学レンズの球面収差を示す図である。 図１９は、図１７に示す撮像光学レンズの倍率色収差を示す図である。 図２０は、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図である。

本発明の目的、技術考案及び利点をより明確にするために、以下に、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳しく説明する。ただ、本発明の各実施形態において、本発明に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、これらの技術的細部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なくても、本発明が保護しようとする技術考案を実現可能であることは、当業者にとっては自明なことである。

（第１実施形態）

図面を参照すれば分かるように、本発明は、撮像光学レンズ１０を提供する。図１に示されたのは、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０である。当該撮像光学レンズ１０は、合わせて合計５枚のレンズを含む。具体的には、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、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５を備える。第５レンズＬ５と像面Ｓｉとの間には、光学フィルター（ｆｉｌｔｅｒ）ＧＦ等の光学素子が設けられてもよく、本実施形態では、２枚の光学フィルターＧＦ１、ＧＦ２を含む。

本実施形態において、第１レンズＬ１の材質がガラスであり、第２レンズＬ２の材質がプラスチックであり、第３レンズＬ３の材質がプラスチックであり、第４レンズＬ４の材質がガラスであり、第５レンズＬ５の材質がプラスチックである。レンズはガラスの材質を適切に採用することで、撮像光学レンズの光学性能を向上させることができるともに、システムは極寒及び極熱の作業温度で安定して作動でき、優れた画像品質を確保することができる。他の選択可能な実施形態では、各レンズは他の材質であってもよい。

第１レンズＬ１と第４レンズＬ４の物体側の面及び像側の面はいずれも球面であり、他のレンズはいずれも非球面レンズである。部分レンズの表面を球面に設計することで製造難易度を低減させることができる。

上記の第１レンズＬ１の屈折率をｎ１にしたときに、１．７０≦ｎ１≦２．２０の関係式が設立され、第１レンズＬ１の屈折率の範囲が規定され、この関係式の範囲内にあると、色収差を有効的に補正することができる。

上記の第３レンズＬ３の物体側の面の中心曲率半径をＲ５、上記の第３レンズＬ３の像側の面の中心曲率半径をＲ６にしたときに、０．１０≦Ｒ５／Ｒ６≦０．９０の関係式が設立され、この関係式は、第３レンズＬ３の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、レンズを通過する光線のずれの程度を緩和し、色収差を有効的に補正し、色収差｜ＬＣ｜を１．２μｍ以下にする。

上記の撮像光学レンズ１０の焦点距離をｆ、上記の第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４にしたときに、０．７５≦ｆ４／ｆ≦１．５５の関係式が設立され、この関係式は、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４と撮像光学レンズ１０の焦点距離ｆとの比が規定されており、システムの像面湾曲量を効果的に均衡させることができ、中心視野の像面湾曲のオフセット量を０．０２ｍｍ未満にする。

上記の第１レンズＬ１の像側の面から上記の第２レンズＬ２の物体側の面までの軸上距離をｄ２、上記の第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ３にしたときに、０．６０≦ｄ２／ｄ３≦３．００の関係式が設立され、上記の第１レンズＬ１の像側の面から上記の第２レンズＬ２の物体側の面までの軸上距離ｄ２と上記の第２レンズＬ２の軸上厚みｄ３との比が規定されており、この関係式の範囲内にあると、撮像光学レンズ１０の光学全長を短縮することに寄与する。

上記の第５レンズＬ５の物体側の面の中心曲率半径をＲ９、上記の第５レンズＬ５の軸上厚みをｄ９にしたときに、０．９０≦Ｒ９／ｄ９≦４．００の関係式が設立され、この関係式は、上記の第５レンズＬ５の物体側の面の中心曲率半径Ｒ９と上記の第５レンズＬ５の軸上厚みｄ９との比が規定されており、関係式が上記条件を満たす場合、第５レンズＬ５の像側端の軸外収差を補正することに寄与するとともに、撮像光学レンズ１０の光学全長を効果的に短縮して小型化の目的を達成することができる。

上記の第４レンズＬ４の屈折率をｎ４にしたときに、１．７０≦ｎ４≦２．２０の関係式が設立され、第４レンズＬ４の屈折率の範囲が規定され、この関係式の範囲内にあると、色収差を有効的に補正することができる。

撮像光学レンズ１０の作動波長は、８０５ｎｍ～９７５ｎｍであり、作動温度の範囲は－４０℃～８５℃にある。

本実施形態において、第１レンズＬ１について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第１レンズＬ１の物体側の面と像側の面の面型は、他の凹、凸の分布形態とされてもよい。

第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１にしたときに、１．１４≦ｆ１／ｆ≦４．８９の関係式が設立され、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と撮像光学レンズ１０の焦点距離との比が規定されている。この関係式の範囲内にあると、超広角を実現することに寄与する。好ましくは、１．８２≦ｆ１／ｆ≦３．９１の関係式が設立される。

上記の第１レンズＬ１の物体側の面の中心曲率半径をＲ１、上記の第１レンズＬ１の像側の面の中心曲率半径をＲ２にしたときに、－５．１４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－１．０５の関係式が設立され、第１レンズＬ１の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、超広角を実現することに寄与する。好ましくは、－３．２１≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－１．３１の関係式が設立される。

上記の第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１、撮像光学レンズ１０の光学全長をＴＴＬにしたときに、０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１９の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、小型化の実現に有利である。好ましくは、０．０３≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１５の関係式が設立される。

本実施形態において、第２レンズＬ２について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第２レンズＬ２の物体側の面と像側の面の面型は、他の凹、凸の分布形態とされてもよい。

本実施形態において、上記の第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２にしたときに、１．３６≦ｆ２／ｆ≦６．４０の関係式が設立され、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２と撮像光学レンズ１０の焦点距離との比が規定されている。この関係式の範囲内にあると、システムの像面湾曲量を効果的に均衡させることができる。好ましくは、２．１７≦ｆ２／ｆ≦５．１２の関係式が設立される。

上記の第２レンズＬ２の物体側の面の中心曲率半径をＲ３、上記の第２レンズＬ２の像側の面の中心曲率半径をＲ４にしたときに、－６．４５≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－１．０５の関係式が設立され、第２レンズＬ２の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、レンズを通過する光線のずれの程度を緩和し、撮像光学レンズ１０の感度を減少させることに有利である。

好ましくは、－４．０３≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－１．３１の関係式が設立される。

上記の第２レンズＬ２は、０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０６の関係式がさらに設立される。この関係式の範囲内にあると、小型化の実現に有利である。好ましくは、０．０３≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０５の関係式が設立される。

本実施形態において、第３レンズＬ３について、その物体側の面が近軸において凹面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第３レンズＬ３の物体側の面と像側の面の面型は、他の凹、凸の分布形態とされてもよい。

上記の第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３にしたときに、－５．９８≦ｆ３／ｆ≦－０．４９の関係式が設立され、屈折力を適切に配分することにより、システムとして、優れた結像品質及び低い感度を有する。好ましくは、－３．７４≦ｆ３／ｆ≦－０．６１の関係式が設立される。

上記の第３レンズＬ３は、－１６．５８≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦－０．８２の関係式が設立され、第３レンズＬ３の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、光線の偏向度合いを減少させ、色収差を有効的に補正することができる。好ましくは、－１０．３６≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦－１．０３の関係式が設立される。

上記の第３レンズＬ３の軸上厚みをｄ５にしたときに、０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、小型化の実現に有利である。好ましくは、０．０３≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０５の関係式が設立される。

本実施形態において、第４レンズＬ４について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第４レンズＬ４の物体側の面と像側の面の面型は、他の凹、凸の分布形態とされてもよい。

上記の第４レンズＬ４の物体側の面の中心曲率半径をＲ７、上記の第４レンズＬ４の像側の面の中心曲率半径をＲ８にしたときに、－１．００≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦１．４５の関係式が設立され、第４レンズＬ４の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、撮像光学レンズ１０の非点収差と歪曲収差の補正に有利であり、歪曲収差｜Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ｜を３５．０％以下にし、ケラレ（Ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）発生の可能性を低減する。好ましくは、－０．６３≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦１．１６の関係式が設立される。

上記の第４レンズＬ４の軸上厚みをｄ７にしたときに、０．０７≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．２８の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、小型化の実現に有利である。好ましくは、０．１２≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．２２の関係式が設立される。

本実施形態において、第５レンズＬ５について、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第５レンズＬ５の物体側の面と像側の面の面型は、他の凹、凸の分布形態とされてもよく、第５レンズＬ５は負の屈折力を有することもよい。

上記の第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５にしたときに、－９．１６≦ｆ５／ｆ≦６．２２の関係式が設立され、第５レンズＬ５を限定することで、撮像光学レンズ１０の光線角度を緩やかにし、公差感度を効果的に低減させることができる。好ましくは、－５．７２≦ｆ５／ｆ≦４．９７の関係式が設立される。

上記の第５レンズＬ５の像側の面の中心曲率半径をＲ１０にしたときに、－１６．５４≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦１３７．１３の関係式が設立され、第５レンズＬ５の形状が規定されており、この関係式の範囲内にあると、撮像光学レンズ１０の非点収差と歪曲収差の補正に有利であり、ケラレ（Ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）発生の可能性を低減する。好ましくは、－１０．３４≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦１０９．７１の関係式が設立される。

上記の第５レンズＬ５は、０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．３１の関係式が設立される。この関係式の範囲内にあると、小型化の実現に有利である。好ましくは、０．０６≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．２５の関係式が設立される。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ１０の対角線方向の画角をＦＯＶにしたときに、ＦＯＶ≧６５．８９°の関係式が設立される。これにより、広角化を実現に有利である。

好ましくは、ＦＯＶ≧６６．５６°の関係式が設立される。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ１０の像高をＩＨ、ＴＴＬ／ＩＨ≦２．７７の関係式が設立される。これにより、小型化の実現に有利である。好ましくは、ＴＴＬ／ＩＨ≦２．６９の関係式が設立される。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ１０の絞り値ＦＮＯは２．１０以下である。これにより、大絞りを実現し、撮像光学レンズ１０の結像性能が優れている。

上記の関係式を満たす場合には、本発明の撮像光学レンズ１０は、良好な光学性能を有するとともに、大絞り、広角化及び極薄化の設計要件を満たすことができる。この撮像光学レンズ１０の特性から、この撮像光学レンズ１０は、特に高画素用のＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子から構成される車載レンズ、携帯電話の撮像レンズ部品と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り、焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、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：光学全長（第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉまでの軸上距離）、単位はｍｍである。

絞り値ＦＮＯ：撮像光学レンズの有効焦点距離と入射瞳径の比。

好ましくは、高品質な結像性能を得られるように、上記のレンズの物体側の面及び／又は像側の面に、変曲点及び／又は停留点がさらに設けられていてもよい。具体的な実施案については、後述する。

表１、表２は、本発明の第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０の設定データを示す。

ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の中心の曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側の面の中心曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側の面の中心曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像側の面の中心曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側の面の中心曲率半径
Ｒ９ ：第５レンズＬ５の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズＬ５の像側の面の中心曲率半径
Ｒ１１ ：光学フィルターＧＦ１の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ１２ ：光学フィルターＧＦ１の像側の面の中心曲率半径
Ｒ１３ ：光学フィルターＧＦ２の物体側の面の中心曲率半径
Ｒ１４ ：光学フィルターＧＦ２の像側の面の中心曲率半径
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の物体側の面までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１の軸上厚み
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像側の面から第２レンズＬ２の物体側の面までの軸上距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の軸上厚み
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの軸上距離
ｄ５ ：第３レンズＬ３の軸上厚み
ｄ６ ：第３レンズＬ３の像側の面から第４レンズＬ４の物体側の面までの軸上距離
ｄ７ ：第４レンズＬ４の軸上厚み
ｄ８ ：第４レンズＬ４の像側の面から第５レンズＬ５の物体側の面までの軸上距離
ｄ９ ：第５レンズＬ５の軸上厚み
ｄ１０ ：第５レンズＬ５の像側の面から光学フィルターＧＦ１の物体側の面までの軸上距離
ｄ１１ ：光学フィルターＧＦ１の軸上厚み
ｄ１２ ：光学フィルターＧＦ１の像側の面から光学フィルターＧＦ２の物体側の面までの軸上距離
ｄ１３ ：光学フィルターＧＦ２の軸上厚み
ｄ１４ ：光学フィルターＧＦ２の像側の面から像面Ｓｉまでの軸上距離
ｎｄ ：ｄ線の屈折率（ｄ線は波長９０５ｎｍの緑色光である）
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
ｎｄ５ ：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｎｄｇ１：光学フィルターＧＦ１のｄ線の屈折率
ｎｄｇ２：光学フィルターＧＦ２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
ｖｇ１ ：光学フィルターＧＦ１のアッベ数
ｖｇ２ ：光学フィルターＧＦ２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のデータを示す。

各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式（１）で表される非球面を使用しているが、本発明は、この式（１）の非球面多項式に限定されるものではない。本発明は、この式（１）の非球面多項式に限定されるものではない。
ｚ＝（ｃｒ^２）／｛１＋［１－（ｋ＋１）（ｃ^２ｒ^２）］^１／２｝＋Ａ４ｒ^４＋Ａ６ｒ^６＋Ａ８ｒ^８＋Ａ１０ｒ^１０＋Ａ１２ｒ^１２＋Ａ１４ｒ^１４＋Ａ１６ｒ^１６＋Ａ１８ｒ^１８＋Ａ２０ｒ^２０ （１）

ここで、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ２０は非球面係数であり、ｃは光学面の中心の曲率であり、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（非球面における光軸から離れた距離がｒである点と、非球面光軸上の頂点に接する接平面との垂直距離）である。

表３、表４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及び停留点の設定データを示す。ここで、Ｐ１Ｒ１、Ｐ１Ｒ２は、それぞれ第１レンズＬ１の物体側の面と像側の面を示し、Ｐ２Ｒ１、Ｐ２Ｒ２は、それぞれ第２レンズＬ２の物体側の面と像側の面を示し、Ｐ３Ｒ１、Ｐ３Ｒ２は、それぞれ第３レンズＬ３の物体側の面と像側の面を示し、Ｐ４Ｒ１、Ｐ４Ｒ２は、それぞれ第４レンズＬ４の物体側の面と像側の面を示し、Ｐ５Ｒ１、Ｐ５Ｒ２は、それぞれ第５レンズＬ５の物体側の面と像側の面を示す。「変曲点位置」欄の対応するデータは、各レンズの表面に設けら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り、「停留点位置」欄の対応するデータは、各レンズの表面に設けら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８０５ｎｍ、８４０ｎｍ、８７５ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ及び９７５ｎｍの光が第１実施形態に係る撮像光学レンズ１０を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。

図４は、波長９０５ｎｍ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。

後記の表２１には、各実施形態の諸数値及び関係式で規定されたパラメータに対応する値を示す。

表２１に示されるように、第１実施形態は、各関係式を満たしている。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ１０の入射瞳径ＥＮＰＤが２．２６８ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが３．０９２５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが６７．２３°である。これにより、上記の撮像光学レンズ１０は、大絞り、極薄化、温度性能に優れた設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、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実施形態とほぼ同じであり、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に示されたのは、本発明の第２実施形態に係る撮像光学レンズ２０である。

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の設定データを示す。

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のデータを示す。

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定データを示す。

図６、図７は、それぞれ波長８０５ｎｍ、８４０ｎｍ、８７５ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ及び９７５ｎｍの光が第２実施形態に係る撮像光学レンズ２０を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。

図８は、波長９０５ｎｍ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。

表２１に示されるように、第２実施形態は、各関係式を満たしている。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ２０の入射瞳径ＥＮＰＤが２．１０６ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが３．０９２５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが６９．６７°である。これにより、上記の撮像光学レンズ２０は、大絞り、極薄化、優れた温度性能設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、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実施形態とほぼ同じであり、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５レンズＬ５は、負の屈折力を有する。

図９に示されたのは、本発明の第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０である。

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の設定データを示す。

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のデータを示す。

表１１、表１２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変曲点及び停留点の設定データを示す。

図１０、図１１は、それぞれ波長８０５ｎｍ、８４０ｎｍ、８７５ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ及び９７５ｎｍの光が第３実施形態に係る撮像光学レンズ３０を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。図１２は、波長９０５ｎｍ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。

以下、上記の関係式ごとに本実施形態における各関係式に対応する数値を表２１に示す。

本実施形態の撮像光学レンズ３０は、上述した条件式を満たすことが明らかである。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ３０の入射瞳径ＥＮＰＤが２．１５２ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが３．０９２５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが６８．６３°である。これにより、上記の撮像光学レンズ３０は、大絞り、極薄化、優れた温度性能設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、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実施形態とほぼ同じであり、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に示されたのは、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０である。

表１３、表１４は、本発明の第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０の設定データを示す。

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のデータを示す。

表１５、表１６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変曲点及び停留点の設定データを示す。

図１４、図１５は、それぞれ波長８０５ｎｍ、８４０ｎｍ、８７５ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ及び９７５ｎｍの光が第４実施形態に係る撮像光学レンズ４０を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。図１６は、波長９０５ｎｍ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図である。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。

以下、上記の関係式ごとに本実施形態における各関係式に対応する数値を表２１に示す。

本実施形態の撮像光学レンズ４０は、上述した条件式を満たすことが明らかである。

本実施形態において、上記の撮像光学レンズ４０の入射瞳径ＥＮＰＤが２．０５９ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが３．０９２５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが７０．９０°である。これにより、上記の撮像光学レンズ４０は、大絞り、極薄化、優れた温度性能設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。

（比較実施形態）

比較実施形態は、符号の意味が第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。

比較実施形態において、第１レンズＬ１の材質がプラスチックである。

図１７に示されたのは、比較実施形態に係る撮像光学レンズ５０である。

表１７、表１８は、比較実施形態に係る撮像光学レンズ５０の設定データを示す。

表１８は、比較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のデータを示す。

表１９、表２０は、比較実施形態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定データを示す。

図１８、図１９は、それぞれ波長８０５ｎｍ、８４０ｎｍ、８７５ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ及び９７５ｎｍの光が比較実施形態に係る撮像光学レンズ５０を通った後の球面収差及び倍率色収差を示す図である。

図２０は、波長９０５ｎｍの光が比較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図である。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。

以下、上記の関係式ごとに比較実施形態における各関係式に対応する数値を表２１に示す。

比較実施形態の撮像光学レンズ５０において、第１レンズＬの材質がプラスチックであり、１．７０≦ｎ１≦２．２０の関係式が設立されない。

比較実施形態において、上記の撮像光学レンズ５０の入射瞳径ＥＮＰＤが２．０４８ｍｍであり、全視野の像高ＩＨが３．０９２５ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが６０．６１°である。上記の撮像光学レンズ５０は、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されていない。

上記の各実施形態は本発明を実現するための具体的な実施形態であるが、実際の応用において、本発明の主旨及び範囲から逸脱しない範囲での形式及び細部に対する各種の変更は、いずれも本発明の保護範囲に属することは、当業者であれば理解できるはずである。

Claims (10)

1. 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、正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、正の屈折力を有する第４レンズ、屈折力を有する第５レンズから構成され、前記第１レンズの材質及び前記第４レンズの材質がガラスであり、ここで、前記第１レンズの屈折率をｎ１、前記第３レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側の面の中心曲率半径をＲ６、前記撮像光学レンズの焦点距離をｆ、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第１レンズの像側の面から前記第２レンズの物体側の面までの軸上距離をｄ２、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３にしたときに、以下の関係式を満たすことを特徴とする撮像光学レンズ。
   １．７０≦ｎ１≦２．２０
   ０．１０≦Ｒ５／Ｒ６≦０．９０
   ０．７５≦ｆ４／ｆ≦１．５５
   ０．６０≦ｄ２／ｄ３≦３．００
2. 前記第５レンズの物体側の面の曲率半径をＲ９、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９にしたときに、以下の関係式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。
   ０．９０≦Ｒ９／ｄ９≦４．００
3. 第４レンズの屈折率をｎ４にしたときに、以下の関係式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。
   １．７０≦ｎ４≦２．２０
4. 前記撮像光学レンズの作動波長は、８０５ｎｍ～９７５ｎｍ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。
5. 前記撮像光学レンズの作動温度の範囲は－４０℃～８５℃に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。
6. 前記第１レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、
   前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側の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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式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。
   １．１４≦ｆ１／ｆ≦４．８９
   －５．１４≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－１．０５
   ０．０２≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．１９
7. 前記第２レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、
   前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第２レンズの物体側の面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側の面の中心曲率半径をＲ４、前記撮像光学レンズの光学全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式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。
   １．３６≦ｆ２／ｆ≦６．４０
   －６．４５≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）≦－１．０５
   ０．０２≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０６
8. 前記第３レンズは、その物体側の面が近軸において凹面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、
   前記第３レンズの焦点距離をｆ３、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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式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。
   －５．９８≦ｆ３／ｆ≦－０．４９
   －１６．５８≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５－Ｒ６）≦－０．８２
   ０．０２≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０７
9. 前記第４レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凸面に形成され、
   前記第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側の面の曲率半径を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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式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≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７－Ｒ８）≦１．４５
   ０．０７≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．２８
10. 前記第５レンズは、その物体側の面が近軸において凸面に形成され、像側の面が近軸において凹面に形成され、
    前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの物体側の面の曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側の面の曲率半径を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全長をＴＴＬにしたときに、以下の関係式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。
    －９．１６≦ｆ５／ｆ≦６．２２
    －１６．５４≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９－Ｒ１０）≦１３７．１３
    ０．０３≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．３１