(57)【要約】      （修正有）【課題】光学レンズ分野に関し、撮像光学レンズを提供する。【解決手段】撮像光学レンズは、物体側から像側に向かって順に配置された、絞り、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズおよび第５レンズからなり、撮像光学レンズは、条件式０．３＜ｆ１／ｆ＜０．９５、−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５、０．５＜ｆ３／ｆ＜１．５、−０．２５＜ｆ４／ｆ＜−０．７５、−５．５＜ｆ５／ｆ＜−３、ｆ／ｒ１＜４．０を満たす。撮像光学レンズは、低ＴＴＬの設計需要を満たせる。（式中、撮像光学レンズ全体の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３、第４レンズの焦点距離をｆ４、前５レンズの焦点距離をｆ５、第１レンズの物体側面の曲率半径をｒ１とする。）【選択図】図１
2020013090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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配置された、絞り、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、正の屈折力を有する第３レンズ、負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レンズからなり、
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レンズの焦点距離をｆ４、前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第１レンズの物体側面の曲率半径をｒ１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。
０．３＜ｆ１／ｆ＜０．９５    （１）
−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５    （２）
０．５＜ｆ３／ｆ＜１．５    （３）
−０．２５＜ｆ４／ｆ＜−０．７５    （４）
−５．５＜ｆ５／ｆ＜−３    （５）
ｆ／ｒ１＜４．０    （６）
【請求項２】
前記第１レンズの焦点距離（ｆ１）、前記第２レンズの焦点距離（ｆ２）、前記第３レンズの焦点距離（ｆ３）、前記第４レンズの焦点距離（ｆ４）、前記第５レンズの焦点距離（ｆ５）は、以下の条件式（７）〜（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。
１．５ｍｍ＜ｆ１＜３ｍｍ    （７）
−６ｍｍ＜ｆ２＜−４ｍｍ    （８）
５ｍｍ＜ｆ３＜７．５ｍｍ    （９）
−５ｍｍ＜ｆ４＜−２．５ｍｍ    （１０）
−３５ｍｍ＜ｆ５＜−１０ｍｍ    （１１）
【請求項３】
前記第１レンズの屈折率をｎ１、前記第２レンズの屈折率をｎ２、前記第３レンズの屈折率をｎ３、前記第４レンズの屈折率をｎ４、前記第５レンズの屈折率をｎ５としたときに、以下の条件式（１２）〜（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。
１．５０＜ｎ１＜１．６５    （１２）
１．６０＜ｎ２＜１．７０    （１３）
１．６０＜ｎ３＜１．７０    （１４）
１．５０＜ｎ４＜１．６５    （１５）
１．５０＜ｎ５＜１．６５    （１６）
【請求項４】
前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第２レンズのアッベ数をｖ２、前記第３レンズのアッベ数をｖ３、前記第４レンズのアッベ数をｖ４、前記第５レンズのアッベ数をｖ５としたときに、以下の条件式（１７）〜（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。
４０＜ｖ１＜６５    （１７）
１５＜ｖ２＜３０    （１８）
１５＜ｖ３＜３０    （１９）
４０＜ｖ４＜６５    （２０）
４０＜ｖ５＜６５    （２１）
【請求項５】
前記撮像光学レンズの光学長は、６．４ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学レンズ。
【請求項６】
前記第１レンズの材質はガラス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。
【請求項７】
前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズとの材質はプラスチックであることを特徴とする請求項１又は６に記載の撮像光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズ分野に関し、特に撮像光学レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
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枚式又は４枚式のレンズ構成を用いることが多い。但し、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、５枚式のレンズ構成が徐々にレンズの設計に現れている。しかし、よく見られる５枚式のレンズは、光学系の大半の光学収差を補正可能であるが、低光学長（Ｔｏｔａｌ  Ｔｒａｃｋ  Ｌｅｎｇｔｈ，ＴＴＬ）の設計要求を満たすことが容易ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、低ＴＴＬの設計要求を満たせる撮像光学レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するために、本発明の実施形態は、物体側から像側に向かって順に配置された、絞り、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、正の屈折力を有する第３レンズ、負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レンズからなり、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レンズの焦点距離をｆ４、前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第１レンズの物体側面の曲率半径をｒ１としたときに、以下の条件式（１）〜（６）を満たす撮像光学レンズを提供する。
０．３＜ｆ１／ｆ＜０．９５    （１）
−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５    （２）
０．５＜ｆ３／ｆ＜１．５    （３）
−０．２５＜ｆ４／ｆ＜−０．７５    （４）
−５．５＜ｆ５／ｆ＜−３    （５）
ｆ／ｒ１＜４．０    （６）
【０００５】
本発明の実施形態は、従来技術に対して、上記レンズの配置方式により、異なる屈折力及び焦点距離を有するレンズを効果的に利用して収差をより良く補正して優れた結像品質を得るとともに、低ＴＴＬを有するため、光学性能が一層良好になり、高画素の携帯型撮像装置に適用する。
【０００６】
また、前記第１レンズの焦点距離（ｆ１）、前記第２レンズの焦点距離（ｆ２）、前記第３レンズの焦点距離（ｆ３）、前記第４レンズの焦点距離（ｆ４）、前記第５レンズの焦点距離（ｆ５）は、以下の条件式（７）〜（１１）を満たす。
１．５ｍｍ＜ｆ１＜３ｍｍ    （７）
−６ｍｍ＜ｆ２＜−４ｍｍ    （８）
５ｍｍ＜ｆ３＜７．５ｍｍ    （９）
−５ｍｍ＜ｆ４＜−２．５ｍｍ    （１０）
−３５ｍｍ＜ｆ５＜−１０ｍｍ    （１１）
【０００７】
また、前記第１レンズの屈折率をｎ１、前記第２レンズの屈折率をｎ２、前記第３レンズの屈折率をｎ３、前記第４レンズの屈折率をｎ４、前記第５レンズの屈折率をｎ５としたときに、以下の条件式（１２）〜（１６）を満たす。
１．５０＜ｎ１＜１．６５    （１２）
１．６０＜ｎ２＜１．７０    （１３）
１．６０＜ｎ３＜１．７０    （１４）
１．５０＜ｎ４＜１．６５    （１５）
１．５０＜ｎ５＜１．６５    （１６）
【０００８】
また、前記第１レンズのアッベ数をｖ１、前記第２レンズのアッベ数をｖ２、前記第３レンズのアッベ数をｖ３、前記第４レンズのアッベ数をｖ４、前記第５レンズのアッベ数をｖ５としたときに、以下の条件式（１７）〜（２１）を満たす。
４０＜ｖ１＜６５    （１７）
１５＜ｖ２＜３０    （１８）
１５＜ｖ３＜３０    （１９）
４０＜ｖ４＜６５    （２０）
４０＜ｖ５＜６５    （２１）
【０００９】
また、前記撮像光学レンズの光学長は６．４ｍｍよりも小さい。
【００１０】
また、前記第１レンズの材質はガラスである。
【００１１】
また、前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズとの材質はプラスチックである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の撮像光学レンズの実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す撮像光学レンズの軸上色収差を示す模式図である。
【図３】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４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、図面を参照しながら、本発明の各実施形態を以下に詳しく説明する。しかし、本発明の各実施形態において、本発明がより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。
【００１４】
図面を参照し、本発明は、撮像光学レンズを提供する。図１において、本発明の実施例の撮像光学レンズ１０が示されており、当該撮像光学レンズ１０は、５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配置された、絞りＳｔ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、負の屈折力を有する第２レンズＬ２、正の屈折力を有する第３レンズＬ３、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、及び負の屈折力を有する第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などの光学素子が設けられても良い。
【００１５】
正の屈折力を有する第１レンズＬ１は、システム長を効果的に減少可能であり、物体側面が外方に突出して凸面をなす、絞りＳｔは、被写体と第１レンズＬ１との間に設置されている。第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し、本実施例において、第２レンズＬ２の物体側面と像側面がいずれも凹面である。第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し、本実施例において、第３レンズＬ３の物体側面が凹面であり、像側面が凸面である。第４レンズＬ４は、負の屈折力を有し、本実施例において、第４レンズＬ４の物体側面と像側面がいずれも凹面である。第５レンズＬ５は、負の屈折力を有し、本実施例において、第５レンズＬ５の物体側面が凹面であり、像側面が凸面である。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５が負の屈折力を有することにより、システムの像面湾曲を効果的に低減可能である。
【００１６】
ここで、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の焦点距離をｆ２、前記第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、前記第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、前記第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５、前記第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径をｒ１として定義したときに、条件式０．３＜ｆ１／ｆ＜０．９５、−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５、０．５＜ｆ３／ｆ＜１．５、−０．２５＜ｆ４／ｆ＜−０．７５、−５．５＜ｆ５／ｆ＜−３、ｆ／ｒ１＜４．０を満たす。
【００１７】
本発明の前記撮像光学レンズ１０の焦点距離、各レンズの焦点距離、アッベ数、屈折率、レンズの厚み及び曲率半径が上記条件式を満たすとき、各レンズの屈折力の大小配置を制御・調整可能であり、収差を補正して結像品質を保証するとともに、低ＴＴＬの設計需要を満たし、高画素の携帯型撮像装置に一層適合する。
【００１８】
具体的に、本発明の実施例において、前記第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１、前記第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２、前記第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３、前記第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４、前記第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５は、条件式１．５＜ｆ１＜３、−６＜ｆ２＜−４、５＜ｆ３＜７．５、−５＜ｆ４＜−２．５、−３５＜ｆ５＜−１０、単位：ミリメートル（ｍｍ）を満たすように設計してもよい。このように設計すると、撮像光学レンズ１０全体の光学長ＴＴＬをできる限り短くし、小型化の特性を維持可能である。
【００１９】
好ましくは、本発明の実施例の前記撮像光学レンズ１０の光学長ＴＴＬは、６．４ｍｍよりも小さい。このように設計すると、撮像光学レンズ１０の小型化設計の実現に一層有利になる。
【００２０】
本発明の撮像光学レンズ１０において、各レンズの材質はガラス又はプラスチックであってもよい。レンズの材質がガラスである場合に、本発明の光学系の屈折力配置の自由度が向上可能であり、レンズの材質がプラスチックである場合に、製造コストを効果的に低減可能である。
【００２１】
本発明の実施例において、前記第１レンズＬ１の材質はガラスであり、ガラス材質の屈折率が高くて光透過性が良いため、前記撮像光学レンズの光学性能を効果的に向上可能である一方、前記第２レンズＬ２と前記第３レンズＬ３と前記第４レンズＬ４と前記第５レンズＬ５との材質はプラスチックであるため、製造コストを効果的に低減可能である。
【００２２】
さらに、本発明の好適な実施例において、前記第１レンズＬ１の屈折率をｎ１、前記第２レンズＬ２の屈折率をｎ２、前記第３レンズＬ３の屈折率をｎ３、前記第４レンズＬ４の屈折率をｎ４、前記第５レンズＬ５の屈折率をｎ５としたときに、条件式１．５０＜ｎ１＜１．６５、１．６０＜ｎ２＜１．７０、
１．６０＜ｎ３＜１．７０、１．５０＜ｎ４＜１．６５、１．５０＜ｎ５＜１．６５を満たす。このように設計すると、レンズが光学材質おいて適切なマッチングを取るのに有利になり、更に前記撮像光学レンズ１０が良好な結像品質を得ることができる。
【００２３】
説明すべきことは、本発明の実施例において、前記第１レンズＬ１のアッベ数をｖ１、前記第２レンズＬ２のアッベ数をｖ２、前記第３レンズＬ３のアッベ数をｖ３、前記第４レンズＬ４のアッベ数をｖ４、前記第５レンズＬ５のアッベ数をｖ５としたときに、条件式４０＜ｖ１＜６５、１５＜ｖ２＜３０、１５＜ｖ３＜３０、４０＜ｖ４＜６５、４０＜ｖ５＜６５を満たすように設計してもよい。このように設計すると、撮像光学レンズ１０の結像時の光学色収差現象を効果的に抑制することができる。
【００２４】
理解できるように、上述した各レンズの屈折率の設計案とアッベ数の設計案とをお互いに組み合わせて撮像光学レンズ１０の設計に適用してもよい。こうして、前記第２レンズＬ２と前記第３レンズＬ３と高屈折率且つ低アッベ数の光学材料を採用して製造され、レンズの色収差を効果的に低減可能であり、撮像光学レンズ１０の結像品質が大幅に向上する。
【００２５】
また、レンズの表面が非球面と設置されてもよい。非球面は球面以外の形状として容易に製造され、多くの制御変数を取得して収差を削減し、更に使用すべきレンズの数を削減可能であるため、本発明の撮像光学レンズの総長を効果的に短縮可能である。本発明の実施例において、各レンズの物体側面及び像側面は、いずれも非球面である。
【００２６】
高品質の結像需要を満たすように、前記レンズの物体側面及び／又は像側面に変曲点及び／又は停留点をさらに設けることが好ましい。具体的な実施可能案は、下記を参照する。
【００２７】
以下、本発明の実施例に係る撮像光学レンズ１０の設計データを示す。
【００２８】
表１、表２は、本発明の実施例の撮像光学レンズ１０のデータを示す。
【００２９】
【表１】
2020013090.tif 000003
【００３０】
各符号の意味は、以下のようになる。
ｆ：撮像光学レンズ１０の焦点距離、
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離、
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離、
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離、
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離、
ｆ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離。
【００３１】
【表２】
2020013090.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｒ１、Ｒ２は、第１レンズＬ１の物体側面、像側面であり、Ｒ３、Ｒ４は、第２レンズＬ２の物体側面、像側面であり、Ｒ５、Ｒ６は、第３レンズＬ３の物体側面、像側面であり、Ｒ７、Ｒ８は、第４レンズＬ４の物体側面、像側面であり、Ｒ９、Ｒ１０は、第５レンズＬ５の物体側面、像側面であり、Ｒ１１、Ｒ１２は、光学フィルタＧＦの物体側面、像側面である。その他の各符号の意味は、以下のようになる。
【００３３】
ｄ０：絞りＳｔ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、
ｎｄ１ :第１レンズＬ１の屈折率、
ｎｄ２ :第２レンズＬ２の屈折率、
ｎｄ３ :第３レンズＬ３の屈折率、
ｎｄ４ :第４レンズＬ４の屈折率、
ｎｄ５ :第５レンズＬ５の屈折率、
ｎｄｇ :光学フィルタＧＦの屈折率、
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。
【００３４】
表３は、本発明の実施例の撮像光学レンズ１０における各レンズの非球面データを示す。
【００３５】
【表３】
2020013090.tif 000005
【００３６】
表４、表５は、本発明の実施例の撮像光学レンズ１０における各レンズの変曲点及び停留点の設計データを示す。ここで、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ第１レンズＬ１の物体側面と像側面を示し、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ第２レンズＬ２の物体側面と像側面を示し、Ｒ５、Ｒ６は、それぞれ第３レンズＬ３の物体側面と像側面を示し、Ｒ７、Ｒ８は、それぞれ第４レンズＬ４の物体側面と像側面を示し、Ｒ９、Ｒ１０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。
【００３７】
【表４】
2020013090.tif 000006
【００３８】
【表５】
2020013090.tif 000007
【００３９】
図２、図３は、波長４７０ｎｍ、５１０ｎｍ、５５５ｎｍ、６１０ｎｍ及び６５０ｎｍの光が実施例の撮像光学レンズ１０を通った後の軸上色収差および倍率色収差をそれぞれ示す模式図である。図４は、光が実施例の撮像光学レンズ１０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る。
【００４０】
表６では、上記条件式に従って本実施例における各条件式に対応する数値が挙げられている。明らかに、本実施例の撮像光学レンズ１０は、上記条件式を満たしている。
【００４１】
【表６】
2020013090.tif 000008
【００４２】
本実施例において、前記撮像光学レンズの入射瞳径が３．２７ｍｍであり、全視野の像高が２．０４ｍｍであり、対角線方向の画角は３０．８７°である。
【００４３】
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例であり、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。
【図１】
2020013090.tif 000009
【図２】
2020013090.tif 000010
【図３】
2020013090.tif 000011
【図４】
2020013090.tif 000012