JP2014092783A - 携帯機器ならびにその光学撮像レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側から像側へ順に、開口絞り100と、5つのレンズ素子を備える。第1のレンズ素子110は、正の屈折力を有するとともに、凸面をなす物体側の面111を有し、第2のレンズ素子120は負の屈折力を有し、第3のレンズ素子130は負の屈折力を有し、第5のレンズ素子150は、光軸近傍に凹部をなす物体側の面151と、周縁部近傍に凸部1522をなす像側の面152と、を有する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、それらのレンズ素子の構成は、光学収差を改善すると同時に光学撮像レンズの長さを短縮するためには好ましくなく、従って、より優れた撮像品質を実現するためには、撮像レンズの長さを短縮することはできない。例えば、一部の撮像レンズの長さは6.0mmに達し、これは改善を要する。
該光学撮像レンズでは、第1のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凸面であり、第2のレンズ素子は負の屈折力を有し、第3のレンズ素子は負の屈折力を有し、第5のレンズ素子の物体側の面は光軸近傍に凹部を有し、第5のレンズ素子の像側の面は該第5のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。また、該光学撮像レンズは全体として、屈折力を有する該5つのレンズ素子のみを有する。
本開示および添付の請求項で使用される場合の、「例示的な実施形態」「一実施形態」および「本実施形態」という表現は、1つの実施形態のみを指すこともあるものの、必ずしもそうであるとは限らず、種々の例示的な実施形態は、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、容易に組み合わせおよび相互入れ替えすることができる。また、本明細書で使用する専門用語は、単に例示的な実施形態を説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。これに関連して、本明細書で使用される場合の「〜において(in)」という表現は、「〜の中で(in)」と「〜の上で(on)」を含み得るものであり、また、「a」「an」および「the」という表現は、単数を指す場合と複数を指す場合を含み得る。
また、本明細書で使用される場合の「〜によって(by)」という表現は、文脈によっては、「〜から(from)」を意味することもある。さらに、本明細書で使用される場合の「〜場合に(if)」という表現は、文脈によっては、「〜ときに(when)」または「〜際に(upon)」を意味することもある。さらに、本明細書で使用される場合の「および/または(and/or)」という言葉は、関連して列挙されるアイテムのうち1つまたは複数からなるあらゆる可能な組み合わせを指すことができ、また、包含し得るものである。
それらのレンズ素子は、物体側から像側へ順に配置することができる。また、レンズの例示的な実施形態は、全体として、屈折力を有する該5つのレンズ素子を含み得る。例示的な一実施形態において、第1のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凸面であり、第2のレンズ素子は負の屈折力を有し、第3のレンズ素子は負の屈折力を有し、第5のレンズ素子の物体側の面は光軸近傍に凹部を有し、第5のレンズ素子の像側の面は、該第5のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有し、また、該光学撮像レンズは全体として、屈折力を有する該5つのレンズ素子のみを有する。
また、第2のレンズ素子が、その物体側の面の該第2のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有するように設計され、さらに/または第4のレンズ素子が、その物体側の面の該第4のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を有するように設計されている場合には、同じく収差を抑える助けとすることができる。
AAGとCT5とが、最近の薄型化および小型化された設計に適合するように縮小されるにしても、CT5がAAGの縮小よりも大きい比率で縮小されれば(すなわち、AAGの縮小の比率がより大きい)、画像品質を向上させる効果は極めて良好となる。さらに、AAG/CT5の値は、3〜10の範囲内とすることが推奨される。
第4と第5のレンズ素子間の空隙を短縮することは、光学撮像レンズの長さを短縮する助けとなる。そこで、AGL23−AGL45の値は、0(mm)以上であって、しかも大きすぎず、好ましくは式(2)を満たすように0〜0.4(mm)の間であることが推奨される。
ただし、第5のレンズ素子と像面との間には(光軸に沿った両者間の距離がBFLである)、一部の実施形態で赤外線カットフィルタを受け入れるための十分なスペースを必要とする場合がある。よって、ALT/BFLの値が2.0より大きい場合、これは、ALTが過度に大きいか、またはBFLが不十分であることを意味することがあり、どちらの場合も、最近の傾向に応えることができない。好ましくは、ALT/BFLは、式(5)を満たし、さらに0.2〜1.5に制限することができる。
図1は、第1の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、5つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ1の例示的な断面図を示している。図2は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ1の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。図3は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ1のレンズ素子の他の例示的な断面図を示している。図4は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ1の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。図5は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ1についての非球面データの例示的な表を示している。
光学レンズ1の像側A2に、フィルタユニット160、および撮像センサの像面170が配置される。第1、第2、第3、第4、第5のレンズ素子110、120、130、140、150、およびフィルタユニット160のそれぞれは、物体側A1に向いた物体側の面111/121/131/141/151/161と、像側A2に向いた像側の面112/122/132/142/152/162と、を有する。
図示のフィルタユニット160の例示的な実施形態は、第5のレンズ素子150と像面170との間に配置されるIRカットフィルタ(赤外線カットフィルタ)である。フィルタユニット160は、光学撮像レンズ1を通過する光から特定の波長の光を選択的に吸収する。例えば、赤外光が吸収され、これによって、人間の目に見えない赤外光により像面170に画像が生成されることを防いでいる。
例えば、図1では、第1のレンズ素子110と第2のレンズ素子120との間に存在する空隙d1と、第2のレンズ素子120と第3のレンズ素子130との間に存在する空隙d2と、第3のレンズ素子130と第4のレンズ素子140との間に存在する空隙d3と、第4のレンズ素子140と第5のレンズ素子150との間に存在する空隙d4と、第5のレンズ素子150とフィルタユニット160との間に存在する空隙d5と、フィルタユニット160と撮像センサの像面170との間に存在する空隙d6と、を示している。
しかしながら、他の実施形態では、上記の空隙のいずれかは、存在しても存在しなくてもよい。例えば、いずれか2つの隣接するレンズ素子の対向する面の形状は、相互に対応している場合があり、そのような状況では、空隙は存在しないことがある。空隙d1はAGL12で示され、空隙d3はAGL34で示され、第1と第5のレンズ素子110、150の間のすべての空隙d1、d2、d3、d4の和はAAGで示される。
(AAG/CT5)=3.104であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.250(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=2.006であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.414であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.369であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.268であって、式(6)を満たしており、
このとき、第1のレンズ素子110の物体側の凸面111から像面170までの距離は4.876(mm)であり、光学撮像レンズ1の長さが短縮されている。
第1のレンズ素子110について、図3を参照すると、これは、固定部をさらに備えた第1のレンズ素子110を示している。この場合、固定部は、光学撮像レンズ1内に第1のレンズ素子110を取り付けるために、物体側の凸面111と像側の面112とから拡張された突出部113であるが、これに限定されるものではなく、また、理想的には光は突出部113を通過しない。
ここで、
Rは、レンズ素子面の曲率半径を表す。
Zは、非球面の深さ(光軸から距離Yにある非球面上の点と、非球面の光軸上の頂点における接平面と、の間の垂直距離)を表す。
Yは、非球面上の点と光軸との間の垂直距離を表す。
Kは、円錐定数を表す。
aiは、i次の非球面係数を表す。
本実施形態において表示される参照符号は、第1の実施形態における類似の要素のものと同様であるが、ただし本実施形態では、参照符号は2で始まり、例えば、参照符号211によって第1のレンズ素子210の物体側の面を示し、参照符号212によって第1のレンズ素子210の像側の面を示すなどする。
(AAG/CT5)=3.441であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.050(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=1.936であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.439であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.408であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.778であって、式(6)を満たしている。
本実施形態において表示される参照符号は、第1の実施形態における類似の要素のものと同様である。ただし本実施形態では、参照符号は3で始まり、例えば、参照符号311によって第1のレンズ素子310の物体側の面を示し、参照符号312によって第1のレンズ素子310の像側の面を示すなどする。
(AAG/CT5)=3.100であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.320(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=1.994であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.427であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.423であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.132であって、式(6)を満たしている。
本実施形態において表示される参照符号は、第1の実施形態における類似の要素のものと同様である。ただし本実施形態では、参照符号は4で始まり、例えば、参照符号411によって第1のレンズ素子410の物体側の面を示し、参照符号412によって第1のレンズ素子410の像側の面を示すなどする。
(AAG/CT5)=4.098であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.182(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=2.054であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.423であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.338であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.351であって、式(6)を満たしている。
本実施形態において表示される参照符号は、第1の実施形態における類似の要素のものと同様である。ただし本実施形態では、参照符号は5で始まり、例えば、参照符号511によって第1のレンズ素子510の物体側の面を示し、参照符号512によって第1のレンズ素子510の像側の面を示すなどする。
(AAG/CT5)=4.084であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.182(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=2.053であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.423であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.339であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.352であって、式(6)を満たしている。
本実施形態において表示される参照符号は、第1の実施形態における類似の要素のものと同様である。ただし本実施形態では、参照符号は6で始まり、例えば、参照符号611によって第1のレンズ素子610の物体側の面を示し、参照符号612によって第1のレンズ素子610の像側の面を示すなどする。
(AAG/CT5)=3.415であって、式(1)を満たしており、
(AGL23−AGL45)=0.201(mm)であって、式(2)を満たしており、
(EFL/ALT)=2.050であって、式(3)、(3’)を満たしており、
(CT4/BFL)=0.397であって、式(4)、(4’)を満たしており、
(ALT/BFL)=1.297であって、式(5)、(5’)を満たしており、
(CT4/AGL23)=1.374であって、式(6)を満たしている。
いくつかの例示的な実施形態では、本実施形態で用いる撮像センサ171は、チップ・オン・ボード(COB:Chip On Board)パッケージの形態で基板172に直接装着されている。そのようなパッケージは、従来のチップ・スケール・パッケージ(CSP:Chip Scale Package)とは異なり、COBパッケージは、光学撮像レンズ1における撮像センサ171の前面にカバーガラスを必要としない。上述の例示的な実施形態は、このパッケージ型式に限定されるものではなく、また、他の記載の実施形態に選択的に組み込むことができる。
この場合、台座要素2401の第1の台座ユニット2402は、光学撮像レンズ1の光軸に沿って動くことができる。その詳細は次の通りである。第1の台座ユニット2402は、レンズ鏡筒23の外側に近接して、軸I−I’に沿って配置されており、第2の台座ユニット2403は、第1の台座ユニット2402の外側の周りにあって、軸I−I’に沿って配置されている。コイル2404は、第1の台座ユニット2402と第2の台座ユニット2403の内側との間に配置されている。磁気ユニット2405は、コイル2404の外側と第2の台座ユニット2403の内側との間に配置されている。
また、記載した実施形態において上記効果および特徴を提示しているが、それらは、上記効果の一部またはすべてを実現するプロセスおよび構造への、かかる請求項の適用を限定するものではない。
また、本開示における単数形での「発明」という表現は、本開示における新規な点が1つのみであることを主張するために用いられるものではない。本開示に係る複数の請求項での限定に従って複数の発明を規定することができ、よって、かかる請求項は、それらにより保護される発明およびそれらの均等物を規定するものである。いずれの場合も、かかる請求項の範囲は、本開示に照らして、それらの実体によって解釈されるものとし、本明細書の見出しによって制限されるべきではない。
Claims (9)
- 光学撮像レンズであって、
開口絞りと、各々が物体側に向いた物体側の面と像側に向いた像側の面とを有する、第1のレンズ素子と、第2のレンズ素子と、第3のレンズ素子と、第4のレンズ素子と、第5のレンズ素子と、を当該順序で物体側から像側へ亘って備え、当該光学撮像レンズに対し全体として屈折力を有せしめるレンズ素子が前記第1乃至第5のレンズ素子のみからなり、
前記第1のレンズ素子は、正の屈折力を有するとともに、凸面をなす前記物体側の面を有し、
前記第2のレンズ素子は、負の屈折力を有し、
前記第3のレンズ素子は、負の屈折力を有し、
前記第5のレンズ素子は、当該第5のレンズ素子の光軸近傍に凹部をなす前記物体側の面と、当該第5のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面と、を有する
ことを特徴とする光学撮像レンズ。 - 前記第4のレンズ素子は、当該第4のレンズ素子の周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面を有することを特徴とする請求項2に記載の光学撮像レンズ。
- 前記第2のレンズ素子は、当該第2のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記物体側の面を有することを特徴とする請求項1に記載の光学撮像レンズ。
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