JP2017116912A - 撮影光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大きい口径比の撮影光学系を設計しており、低照度の環境において結像性能を提供し、鮮明な結像を実現することができる撮影光学系を提供する。【解決手段】撮影光学系は、共軸になるように設けられた第1のレンズ(焦点距離f1)、第2のレンズ(焦点距離f2)、第3のレンズ(焦点距離f3)、第4のレンズ(焦点距離f4)、第5のレンズ(焦点距離f5)、第6のレンズ(焦点距離f6)及び第7のレンズ(焦点距離f7)を物体側から像側へ順次に備え、10<f1/f<15、20<f2/f<80、0.5<f3/f<1.5、−2.5<f4/f<−0.5、−10<f5/f<−2、0.2<f6/f<1.2、−2.5<f7/f<−0.4という条件式を満足し、ただし、fは撮影光学系の全体の焦点距離である。【選択図】図1
Description
本発明は、撮影光学系に関わり、具体的には携帯電子機器に用いる撮影光学系に関わるものである。
近年、小型化撮影レンズの盛んな発展につれて、微型の像取得モジュールに対する需要がますます増えていく。ところで、一般的な撮影レンズの感光素子は、感光性結合素子又は相補性金属酸化物導体素子の二種類にほかならない。半導体製造テクノロジーの向上につれて、感光素子の画素サイズがさらに縮小され、さらに今の電子製品は機能よく且つ軽薄短小化する傾向があるため、優れた画像形成品質を有する小型化撮影レンズは、現在市場の主流になる。
感光素子を用いる撮影レンズでは、画像の解像度が高ければ高いほど、画素サイズが小さくなるので、それに応えて、レンズは高解像度と優れた光学性能を満足する必要がある。例えば、レンズの広角化、レンズのハイダイナミックレンジイメージングの実現、及びレンズの公差感度の低下など。従来の7枚のレンズの群の撮影レンズは、構造の制限で、球面収差などの高級な収差をさらに矯正することができないため、結像の性能は制限がある。
本発明は、上記問題点を解決するために、新たな光学系構成形態を提供しており、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、携帯電子機器に適用できる、結像が鮮明な7枚のレンズの群の撮影光学系を設計した。
本発明は、共軸になるように設けられた第1のレンズ、第2のレンズ、第3のレンズ、第4のレンズ、第5のレンズ、第6のレンズ及び第7のレンズを物体側から像側へ順次に備え、下記の条件式(1)〜(7)を満足する撮影光学系を提供している。
10<f1/f<15 (1)
20<f2/f<80 (2)
0.5<f3/f<1.5 (3)
−2.5<f4/f<−0.5 (4)
−10<f5/f<−2 (5)
0.2<f6/f<1.2 (6)
−2.5<f7/f<−0.4 (7)
ただし、
f1:第1のレンズの焦点距離
f2:第2のレンズの焦点距離
f3:第3のレンズの焦点距離
f4:第4のレンズの焦点距離
f5:第5のレンズの焦点距離
f6:第6のレンズの焦点距離
f7:第7のレンズの焦点距離
f:前記撮影光学系の全体の焦点距離。
10<f1/f<15 (1)
20<f2/f<80 (2)
0.5<f3/f<1.5 (3)
−2.5<f4/f<−0.5 (4)
−10<f5/f<−2 (5)
0.2<f6/f<1.2 (6)
−2.5<f7/f<−0.4 (7)
ただし、
f1:第1のレンズの焦点距離
f2:第2のレンズの焦点距離
f3:第3のレンズの焦点距離
f4:第4のレンズの焦点距離
f5:第5のレンズの焦点距離
f6:第6のレンズの焦点距離
f7:第7のレンズの焦点距離
f:前記撮影光学系の全体の焦点距離。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、下記の条件式(1a)〜(7a)を満足する。
30mm<f1<80mm (1a)
50mm<f2<100mm (2a)
2mm<f3<5mm (3a)
−10mm<f4<−2mm (4a)
−30mm<f5<−10mm (5a)
1mm<f6<5mm (6a)
−5mm<f7<−1.5mm (7a)。
30mm<f1<80mm (1a)
50mm<f2<100mm (2a)
2mm<f3<5mm (3a)
−10mm<f4<−2mm (4a)
−30mm<f5<−10mm (5a)
1mm<f6<5mm (6a)
−5mm<f7<−1.5mm (7a)。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、下記の条件式(1b)〜(7b)を満足する。
1.50<n1<1.55 (1b)
1.50<n2<1.55 (2b)
1.50<n3<1.55 (3b)
1.60<n4<1.70 (4b)
1.60<n5<1.70 (5b)
1.50<n6<1.55 (6b)
1.50<n7<1.55 (7b)
ただし、
n1:第1のレンズの屈折率
n2:第2のレンズの屈折率
n3:第3のレンズの屈折率
n4:第4のレンズの屈折率
n5:第5のレンズの屈折率
n6:第6のレンズの屈折率
n7:第7のレンズの屈折率。
1.50<n1<1.55 (1b)
1.50<n2<1.55 (2b)
1.50<n3<1.55 (3b)
1.60<n4<1.70 (4b)
1.60<n5<1.70 (5b)
1.50<n6<1.55 (6b)
1.50<n7<1.55 (7b)
ただし、
n1:第1のレンズの屈折率
n2:第2のレンズの屈折率
n3:第3のレンズの屈折率
n4:第4のレンズの屈折率
n5:第5のレンズの屈折率
n6:第6のレンズの屈折率
n7:第7のレンズの屈折率。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、下記の条件式(1c)〜(7c)を満足する。
40<v1<60 (1c)
40<v2<60 (2c)
40<v3<60 (3c)
15<v4<30 (4c)
15<v5<30 (5c)
40<v6<60 (6c)
40<v7<60 (7c)
ただし、
v1:第1のレンズのアッベ数
v2:第2のレンズのアッベ数
v3:第3のレンズのアッベ数
v4:第4のレンズのアッベ数
v5:第5のレンズのアッベ数
v6:第6のレンズのアッベ数
v7:第7のレンズのアッベ数。
40<v1<60 (1c)
40<v2<60 (2c)
40<v3<60 (3c)
15<v4<30 (4c)
15<v5<30 (5c)
40<v6<60 (6c)
40<v7<60 (7c)
ただし、
v1:第1のレンズのアッベ数
v2:第2のレンズのアッベ数
v3:第3のレンズのアッベ数
v4:第4のレンズのアッベ数
v5:第5のレンズのアッベ数
v6:第6のレンズのアッベ数
v7:第7のレンズのアッベ数。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、前記第1のレンズと前記第2のレンズは、下記の条件式を満足する。
f12>50mm又はf12<−50mm
ただし、
f12:第1のレンズと第2のレンズとの組み合わせの焦点距離。
f12>50mm又はf12<−50mm
ただし、
f12:第1のレンズと第2のレンズとの組み合わせの焦点距離。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、前記第1のレンズは正レンズであり、前記第1のレンズは物体側の面が凸面である。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、前記第7のレンズは負レンズである。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、さらに下記の条件式を満足する。
TTL<5.5mm
78°<FOV<88°
ただし、
TTL:前記第1のレンズの物体側の面から結像面までの距離
FOV:前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。
TTL<5.5mm
78°<FOV<88°
ただし、
TTL:前記第1のレンズの物体側の面から結像面までの距離
FOV:前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、前記第7のレンズの像側の面は、少なくとも一つの変曲点及び少なくとも一つの停留点を有する。
本発明に係る撮影光学系の好適な例において、前記撮影光学系はさらに、前記第3のレンズの物体側の面に設けられる絞りを備える。
本発明に係る撮影光学系は、従来技術に比べて、下記の有益な効果を有する。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大きい口径比の撮影光学系を設計しており、低照度の環境において鮮明な結像を実現できる。前記第1のレンズと前記第2のレンズとの組み合わせのレンズ群は、焦点パワーなしのレンズ群に近く、球面収差を合理的に矯正できるとともに色差と像面湾曲を導入することがない。前記第4のレンズと前記第5のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第7のレンズは、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大きい口径比の撮影光学系を設計しており、低照度の環境において鮮明な結像を実現できる。前記第1のレンズと前記第2のレンズとの組み合わせのレンズ群は、焦点パワーなしのレンズ群に近く、球面収差を合理的に矯正できるとともに色差と像面湾曲を導入することがない。前記第4のレンズと前記第5のレンズは、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第7のレンズは、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
本発明の実施例における技術案をより明確に説明するため、実施例の説明に必要となる図面を簡単に紹介する。下記の図面は、本発明の一部の実施例に過ぎず、創造的な労働をしない前提で、これらの図面から他の図面を得ることができるのは、当業者にとって自明である。
図1は、本発明に係る撮影光学系の一つの好適な実施例の構成を示す模式図である。
図2は、図1に示す撮影光学系のMTFグラフである。
図3は、図1に示す撮影光学系の像面湾曲のグラフである。
図4は、図1に示す撮影光学系の歪みのグラフである。
本発明実施例の図面を参照しながら、本発明実施例における技術案を明確に完全に説明する。なお、説明する実施例が本発明のすべての実施例ではなく、一部の実施例のみであるのは、明らかである。当業者が本発明の実施例に基づいて創造的な労働をしない前提で得られる他の実施例は、すべて本発明の技術的範囲に含まれる。
図1を参照してほしい。図1は、本発明に係る撮影光学系の一つの好適な実施例の構成を示す模式図である。前記撮影光学系1は、主に共軸になるように設けられた7枚のレンズからなり、物体側から像側へ順次に第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170を備える。本実施例では、上記の7枚のレンズは、いずれもプラスチックレンズであり、その具体的な構造は、以下の通りである。
前記第1のレンズ110は、正レンズであり、正の焦点パワーを有し、その物体側の面112が凸面であり、プラスチック素材から製作され、前記第1のレンズ110の物体側の面112及び/又は像側の面114は、球面又は非球面であってもよい。
前記第2のレンズ120は、物体側の面122が凹面であり、像側の面124が凸面である。前記第2のレンズ120は、プラスチック素材から製作される。
前記第3のレンズ130は、物体側の面132が凸面であり、像側の面134が凹面である。前記第3のレンズ130は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面132及び像側の面134が非球面であり、且つ前記第3のレンズ130の像側の面には、一つの変曲点及び一つの停留点が設置されている。
前記第4のレンズ140は、物体側の面142が凸面であり、像側の面144が凹面である。前記第4のレンズ140は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面142及び像側の面144が非球面であり、且つ前記第4のレンズ140の物体側の面には、一つの変曲点が設置されている。
前記第5のレンズ150は、物体側の面152が凹面であり、像側の面154が凸面である。前記第5のレンズ150は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面152及び像側の面154が非球面であり、且つ前記第5のレンズ150の像側の面には、一つの変曲点が設置されている。
前記第6のレンズ160は、物体側の面162が凹面であり、像側の面164が凸面である。前記第6のレンズ160は、プラスチック素材から製作され、その物体側の面162及び像側の面164が非球面であり、且つ前記第6のレンズ160の像側の面には、一つの変曲点と一つの停留点が設置されている。
前記第7のレンズ170は、負レンズであり、前記第7のレンズ170の物体側の面172が凹面であり、像側の面174は光軸に近い位置から周辺まで凹面を凸面になる。前記第7のレンズ170は、プラスチック素材から製作され、前記第7のレンズ170の物体側の面172及び像側の面174が非球面であり、且つ前記第7のレンズ170の物体側の面172には、一つの変曲点が設置され、前記第7のレンズ170の像側の面174には少なくとも一つの変曲点及び少なくとも一つの停留点が設置されている。本実施例では、第7のレンズ170の像側の面174には二つの変曲点と一つの停留点が設置されているが、他の実施例では、必要に応じて、違う数量の変曲点と停留点を設置してもよい。
なお、物体側の面が凸面であるとは、物体側の面が物体に向って突出する形状に形成される意味である。物体側の面が凹面であるとは、物体側の面が物体に向って凹む形状に形成される意味である。像側の面が凸面であるとは、像側の面が像面に向って突出する形状に形成される意味である。像側の面が凹面であるとは、像側の面が像面に向って凹む形状に形成される意味である。
前記第1のレンズ110と前記第2のレンズ120との組み合わせ焦点パワーは、ゼロに近く、球面収差を合理的に矯正できるとともに、色差と像面湾曲を引き起こすことがなく、第1のレンズ110と前記第2のレンズ120はf12>50mm又はf12<−50mmという条件式を満足する。ただし、f12は、第1のレンズと第2のレンズの組み合わせ焦点距離である。前記第4のレンズ140と前記第5のレンズ150は、屈折率が高くてアッベ数が低い光学材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減できる。前記第7のレンズ170は、負の焦点パワーレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。7枚のレンズの面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、前記撮影光学系1が低い照度において優れた結像性能を有する。
前記撮影光学系1は、さらに絞り100及びガラス平板180を備え、前記絞り100は、前記第3のレンズ130の物体側の面132に設けられ、光量と被写界深度を制御するものである。前記ガラス平板180は、前記第7のレンズ170における像側の面174が位置する側に設けられる。前記ガラス平板180は、光学フィルターとすることが可能で、光を濾過する機能を有し、その種類が実際の必要に応じて選択できる。結像面190は、即ち、物体が結像する面であり、前記ガラス平板180における前記第7のレンズ170から離れる側に位置する。
本発明に係る撮影光学系では、前記撮影光学系1の小型化、高感度、高光学性能及び広い視野角の設計要求を実現するために、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170が下記の条件を満足する必要がある。
一、焦点距離:
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170の焦点距離は下記の条件を満足する必要がある。
30mm<f1<80mm、50mm<f2<100mm、 2mm<f3<5mm、−10mm<f4<−2mm、−30mm<f5<−10mm、1mm<f6<5mm、−5mm<f7<−1.5mm、
且つ10<f1/f<15、20<f2/f<80、0.5<f3/f<1.5、−2.5<f4/f<−0.5、−10<f5/f<−2、0.2<f6/f<1.2、−2.5<f7/f<−0.4、
ただし、
f1:第1のレンズの焦点距離、
f2:第2のレンズの焦点距離、
f3:第3のレンズの焦点距離、
f4:第4のレンズの焦点距離、
f5:第5のレンズの焦点距離、
f6:第6のレンズの焦点距離、
f7:第7のレンズの焦点距離、
f:前記撮影光学系の全体の焦点距離。
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170の焦点距離は下記の条件を満足する必要がある。
30mm<f1<80mm、50mm<f2<100mm、 2mm<f3<5mm、−10mm<f4<−2mm、−30mm<f5<−10mm、1mm<f6<5mm、−5mm<f7<−1.5mm、
且つ10<f1/f<15、20<f2/f<80、0.5<f3/f<1.5、−2.5<f4/f<−0.5、−10<f5/f<−2、0.2<f6/f<1.2、−2.5<f7/f<−0.4、
ただし、
f1:第1のレンズの焦点距離、
f2:第2のレンズの焦点距離、
f3:第3のレンズの焦点距離、
f4:第4のレンズの焦点距離、
f5:第5のレンズの焦点距離、
f6:第6のレンズの焦点距離、
f7:第7のレンズの焦点距離、
f:前記撮影光学系の全体の焦点距離。
二、屈折率
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170の屈折率は下記の条件を満足する必要がある。
1.50<n1<1.55、1.50<n2<1.55、1.50<n3<1.55、
1.60<n4<1.70、1.60<n5<1.70、1.50<n6<1.55、
1.50<n7<1.55、
ただし、
n1:第1のレンズの屈折率、
n2:第2のレンズの屈折率、
n3:第3のレンズの屈折率、
n4:第4のレンズの屈折率、
n5:第5のレンズの屈折率、
n6:第6のレンズの屈折率、
n7:第7のレンズの屈折率。
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170の屈折率は下記の条件を満足する必要がある。
1.50<n1<1.55、1.50<n2<1.55、1.50<n3<1.55、
1.60<n4<1.70、1.60<n5<1.70、1.50<n6<1.55、
1.50<n7<1.55、
ただし、
n1:第1のレンズの屈折率、
n2:第2のレンズの屈折率、
n3:第3のレンズの屈折率、
n4:第4のレンズの屈折率、
n5:第5のレンズの屈折率、
n6:第6のレンズの屈折率、
n7:第7のレンズの屈折率。
三、アッベ数
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170のアッベ数は下記の条件を満足する必要がある。
40<v1<60、40<v2<60、40<v3<60、15<v4<30、
15<v5<30、40<v6<60、40<v7<60、
ただし、
v1:第1のレンズのアッベ数、
v2:第2のレンズのアッベ数、
v3:第3のレンズのアッベ数、
v4:第4のレンズのアッベ数、
v5:第5のレンズのアッベ数、
v6:第6のレンズのアッベ数、
v7:第7のレンズのアッベ数。
前記撮影光学系1の全体構造において、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160及び第7のレンズ170のアッベ数は下記の条件を満足する必要がある。
40<v1<60、40<v2<60、40<v3<60、15<v4<30、
15<v5<30、40<v6<60、40<v7<60、
ただし、
v1:第1のレンズのアッベ数、
v2:第2のレンズのアッベ数、
v3:第3のレンズのアッベ数、
v4:第4のレンズのアッベ数、
v5:第5のレンズのアッベ数、
v6:第6のレンズのアッベ数、
v7:第7のレンズのアッベ数。
前記第1のレンズ110、前記第2のレンズ120、前記第3のレンズ130、前記第4のレンズ140、前記第5のレンズ150、前記第6のレンズ160及び前記第7のレンズ170の焦点距離、屈折率、アッベ数が上記条件を満足しない場合、前記撮影光学系1の色差特性とテレセントリック特性が悪化する可能性があり、しかも、前記撮影光学系1の敏感度を高め、前記撮影光学系1の小型化と広視野角を実現することが困難であり、且つ前記撮影光学系1のコストダウンに不利である。
本実施例では、前記撮影光学系1の第1のレンズ110、第2のレンズ120、第3のレンズ130、第4のレンズ140、第5のレンズ150、第6のレンズ160、第7のレンズ170及びガラス平板180の焦点距離、屈折率、アッベ数の値は、それぞれ下記の表1に表示される。
前記撮影光学系1の第1のレンズ110(P1)、第2のレンズ120(P2)、第3のレンズ130(P3)、第4のレンズ140(P4)、第5のレンズ150(P5)、第6のレンズ160(P6)及び第7のレンズ170(P7)の物体側の面及び像側の面の連続性、曲率半径、SAG及び半口径SDの値は、表2に表示される。
ただし、
R11:第1のレンズP1の物体側の面の曲率半径、
R12:第1のレンズP1の像側の面の曲率半径、
R21:第2のレンズP2の物体側の面の曲率半径、
R22:第2のレンズP2の像側の面の曲率半径、
R31:第3のレンズP3の物体側の面の曲率半径、
R32:第3のレンズP3の像側の面の曲率半径、
R41:第4のレンズP4の物体側の面の曲率半径、
R42:第4のレンズP4の像側の面の曲率半径、
R51:第5のレンズP5の物体側の面の曲率半径、
R52:第5のレンズP5の像側の面の曲率半径、
R61:第6のレンズP6の物体側の面の曲率半径、
R62:第6のレンズP6の像側の面の曲率半径、
R71:第7のレンズP7の物体側の面の曲率半径、
R72:第7のレンズP7の像側の面の曲率半径、
SAG11:第1のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG12:第1のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG21:第2のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG22:第2のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG31:第3のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG32:第3のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG41:第4のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG42:第4のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG51:第5のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG52:第5のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG61:第6のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG62:第6のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG71:第7のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG72:第7のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離。
R11:第1のレンズP1の物体側の面の曲率半径、
R12:第1のレンズP1の像側の面の曲率半径、
R21:第2のレンズP2の物体側の面の曲率半径、
R22:第2のレンズP2の像側の面の曲率半径、
R31:第3のレンズP3の物体側の面の曲率半径、
R32:第3のレンズP3の像側の面の曲率半径、
R41:第4のレンズP4の物体側の面の曲率半径、
R42:第4のレンズP4の像側の面の曲率半径、
R51:第5のレンズP5の物体側の面の曲率半径、
R52:第5のレンズP5の像側の面の曲率半径、
R61:第6のレンズP6の物体側の面の曲率半径、
R62:第6のレンズP6の像側の面の曲率半径、
R71:第7のレンズP7の物体側の面の曲率半径、
R72:第7のレンズP7の像側の面の曲率半径、
SAG11:第1のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG12:第1のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG21:第2のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG22:第2のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG31:第3のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG32:第3のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG41:第4のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG42:第4のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG51:第5のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG52:第5のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG61:第6のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG62:第6のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離、
SAG71:第7のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該物体側の面のレンズ中心までの距離、
SAG72:第7のレンズのレンズ表面が光軸に投影した位置から当該像側の面のレンズ中心までの距離。
前記撮影光学系1の第1のレンズ110(P1)、第2のレンズ120(P2)、絞り100(ST)、第3のレンズ130(P3)、第4のレンズ140(P4)、第5のレンズ150(P5)、第6のレンズ160(P6)、第7のレンズ170(P7)及びガラス平板180(Tg)の厚さは、表3に表示される。
ただし、
T1: 第1のレンズの厚さ、
T12:第1のレンズの像側の面と第2のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T2: 第2のレンズの厚さ、
ST: 絞りの厚さ、
T23:絞りと第3のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T3: 第3のレンズの厚さ、
T34:第3のレンズの像側の面と第4のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T4: 第4のレンズの厚さ、
T45:第4のレンズの像側と第5のレンズとの光軸上の間隔距離、
T5: 第5のレンズの厚さ、
T56:第5のレンズと第6のレンズとの光軸上の間隔距離、
T6: 第6のレンズの厚さ、
T67:第6のレンズと第7のレンズとの光軸上の間隔距離、
T7: 第7のレンズの厚さ。
T1: 第1のレンズの厚さ、
T12:第1のレンズの像側の面と第2のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T2: 第2のレンズの厚さ、
ST: 絞りの厚さ、
T23:絞りと第3のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T3: 第3のレンズの厚さ、
T34:第3のレンズの像側の面と第4のレンズの物体側の面との光軸上の間隔距離、
T4: 第4のレンズの厚さ、
T45:第4のレンズの像側と第5のレンズとの光軸上の間隔距離、
T5: 第5のレンズの厚さ、
T56:第5のレンズと第6のレンズとの光軸上の間隔距離、
T6: 第6のレンズの厚さ、
T67:第6のレンズと第7のレンズとの光軸上の間隔距離、
T7: 第7のレンズの厚さ。
本実施例では、DFOV=78.00°、HFOV=62.40°、VFOV=46.80°、ただし、FOVが前記撮影光学系の最大視野角範囲とし、HFOVが水平視野角とし、DFOVが対角線視野角とし、VFOVが垂直視野角とする。
図2、図3及び図4を同時に参照し、ここで、図2は図1に示す撮影光学系のMTFのグラフであり、図3は図1に示す撮影光学系の像面湾曲のグラフであり、図4は図1に示す撮影光学系の歪みのグラフである。図2、図3及び図4に示すように、本発明に係る前記撮影光学系1は、高い光学性能を有する。
また、本発明に係る撮影光学系1では、前記撮影光学系1は大口径比の光学系に基づいて設計され、その光学全長が5.5mm未満で、視野角が78°〜88°にある。
本発明に係る撮影光学系1は、下記の有益な効果を有する。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大口径比撮影光学系を設計し、低照度下の結像性能を提供し、鮮明な結像を実現した。前記第1のレンズ110と前記第2のレンズ120との組み合わせのレンズ群は、焦点パワーなしのレンズ群に近く、球面収差を合理的に補正できるとともに色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第4のレンズ140と前記第5のレンズ150は、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減でき、前記第7のレンズ170は、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
本発明は、面の形態を合理的に最適化し、焦点パワーを分配し、光学材料を選ぶことにより、大口径比撮影光学系を設計し、低照度下の結像性能を提供し、鮮明な結像を実現した。前記第1のレンズ110と前記第2のレンズ120との組み合わせのレンズ群は、焦点パワーなしのレンズ群に近く、球面収差を合理的に補正できるとともに色差と像面湾曲を引き起こすことがない。前記第4のレンズ140と前記第5のレンズ150は、屈折率が高くてアッベ数が低い材料を採用し、撮影光学系の色差を有効的に低減でき、前記第7のレンズ170は、負の焦点パワーのレンズであり、撮影光学系の像面湾曲を有効的に低減できる。
以上の説明は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明が様々な変更や変形を有し得る。本発明の趣旨と思想を逸脱しない範囲での補正、均等物による置換、改良などは、本発明の技術的範囲に含まれると理解すべきである。
Claims (10)
- 共軸になるように設けられた第1のレンズ、第2のレンズ、第3のレンズ、第4のレンズ、第5のレンズ、第6のレンズ及び第7のレンズを物体側から像側へ順次に備え、下記の条件式(1)〜(7)を満足することを特徴とする撮影光学系。
10<f1/f<15 (1)
20<f2/f<80 (2)
0.5<f3/f<1.5 (3)
−2.5<f4/f<−0.5 (4)
−10<f5/f<−2 (5)
0.2<f6/f<1.2 (6)
−2.5<f7/f<−0.4 (7)
ただし、
f1:第1のレンズの焦点距離
f2:第2のレンズの焦点距離
f3:第3のレンズの焦点距離
f4:第4のレンズの焦点距離
f5:第5のレンズの焦点距離
f6:第6のレンズの焦点距離
f7:第7のレンズの焦点距離
f:前記撮影光学系の全体の焦点距離。 - さらに下記の条件式(1a)〜(7a)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。
30mm<f1<80mm (1a)
50mm<f2<100mm (2a)
2mm<f3<5mm (3a)
−10mm<f4<−2mm (4a)
−30mm<f5<−10mm (5a)
1mm<f6<5mm (6a)
−5mm<f7<−1.5mm (7a)。 - さらに下記の条件式(1b)〜(7b)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。
1.50<n1<1.55 (1b)
1.50<n2<1.55 (2b)
1.50<n3<1.55 (3b)
1.60<n4<1.70 (4b)
1.60<n5<1.70 (5b)
1.50<n6<1.55 (6b)
1.50<n7<1.55 (7b)
ただし、
n1:第1のレンズの屈折率
n2:第2のレンズの屈折率
n3:第3のレンズの屈折率
n4:第4のレンズの屈折率
n5:第5のレンズの屈折率
n6:第6のレンズの屈折率
n7:第7のレンズの屈折率。 - さらに下記の条件式(1c)〜(7c)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。
40<v1<60 (1c)
40<v2<60 (2c)
40<v3<60 (3c)
15<v4<30 (4c)
15<v5<30 (5c)
40<v6<60 (6c)
40<v7<60 (7c)
ただし、
v1:第1のレンズのアッベ数
v2:第2のレンズのアッベ数
v3:第3のレンズのアッベ数
v4:第4のレンズのアッベ数
v5:第5のレンズのアッベ数
v6:第6のレンズのアッベ数
v7:第7のレンズのアッベ数。 - 前記第1のレンズと前記第2のレンズは下記の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。
f12>50mm又はf12<−50mm
ただし、
f12:第1のレンズと第2のレンズとの組み合わせの焦点距離。 - 前記第1のレンズは正レンズであり、
前記第1のレンズは物体側の面が凸面であることを特徴とする請求項2に記載の撮影光学系。 - 前記第7のレンズは負レンズであることを特徴とする請求項2に記載の撮影光学系。
- さらに下記の条件式を満足することを特徴とすること請求項1に記載の撮影光学系。
TTL<5.5mm
78°<FOV<88°
ただし、
TTL:前記第1のレンズの物体側の面から結像面までの距離
FOV:前記撮影光学系が撮影した最大視野角の範囲。 - 前記第7のレンズの像側の面は少なくとも一つの変曲点及び少なくとも一つの停留点を有する請求項7に記載の撮影光学系。
- さらに前記第3のレンズの物体側の面に設けられる絞りを備えることを特徴とする請求項1に記載の撮影光学系。
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