JP5746306B2 - 携帯機器並びにその光学撮像レンズ - Google Patents
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Description
小型化は、携帯機器の様々な側面からもたらされる場合があり、それには、電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device)および相補型金属酸化膜半導体(CMOS:Complementary Metal‐Oxide Semiconductor)だけではなく、その内部に装着される光学撮像レンズが含まれる。ところが、光学撮像レンズを小型化する場合には、良好な光学特性を得ることが困難な問題となる。
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、その像側の面は光軸近傍に凸部を有し、第3のレンズ素子の物体側の面は該第3のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を有し、第4のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凹面であり、第5のレンズ素子は、プラスチック材料で構成されており、その像側の面は光軸近傍に凹部を有し、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し、光軸に沿った第5のレンズ素子の中心厚をCT5とし、光軸に沿った第4のレンズ素子と第5のレンズ素子との間の空隙をAC45として、CT5とAC45とは、次の式を満たしている。
例えば、第5のレンズ素子の像側の面は、さらに該第5のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有することができ、あるいは第2のレンズ素子の物体側の面は、さらに光軸近傍に凸部を有することができる。本明細書で記載する詳細は、いかなる矛盾も生じない限りにおいて、例示的な実施形態に組み込むことができるということに留意すべきである。
台座要素は、レンズ鏡筒の外側に近接して、レンズ鏡筒を駆動するための軸に沿って配置されて、これにより、レンズ鏡筒およびその中に配置された光学撮像レンズを該軸に沿って動かす。レンズ支持台座は、上記軸に沿って、台座要素の外側の周りに配置される。モジュール収容ユニットは、オプションとして、さらに、レンズ支持台座と撮像センサとの間に配置される撮像センサ台を備え、これはレンズ支持台座に近接している。
図面は、特定の縮尺に限定されるものではなく、また、類似の要素を表すために同様の参照符号を使用している。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つのみの実施形態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。
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、その像側の面は光軸近傍に凸部を有し、第3のレンズ素子の物体側の面は該第3のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を有し、第4のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凹面であり、第5のレンズ素子は、プラスチック材料で構成されており、その像側の面は光軸近傍に凹部を有し、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し、光軸に沿った第5のレンズ素子の中心厚をCT5とし、光軸に沿った第4のレンズ素子と第5のレンズ素子との間の空隙をAC45として、CT5とAC45とは、次の式を満たしている。
さらに第3のレンズ素子の物体側の面の周縁部近傍に凹部と、第4のレンズ素子の物体側の面に凹面とを有することによって、第1のレンズ素子により生じる光学レンズの収差を除去することができ、これにより、辺縁像の品質が向上する。第5のレンズ素子の像側の面の光軸近傍に凹部を有することは、光学レンズの辺縁像における収差を補正する助けとすることができる。
さらに、光学撮像レンズの長さを短縮するためには、CT5/AC45の値は、式(1)を満たすように4以上であることが好ましい。なぜなら、第5のレンズ素子の厚さは、より大きな領域で光を通過させるためには、相対的に厚いことが必要であるが、一方、第4と第5のレンズ素子の間の空隙は短縮されるからである。次に示すように、CT5/AC45は、4から18.5までの範囲内にあることが好ましい。
これらすべての細目によって、系全体の像品質を向上させることができる。
例えば、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さらに有することができ、あるいは第2のレンズ素子の物体側の面は、光軸近傍に凸部をさらに有することができる。本明細書で記載する詳細は、いかなる矛盾も生じない限りにおいて、例示的な実施形態に組み込むことができるということに留意すべきである。
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に像が形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相対する面の形状は、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AC12で示され、空隙d3はAC34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。
このとき、第1のレンズ素子110の物体側の面111から像面170までの光軸に沿った距離は4.858(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。
a2iは、2i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231によって第3のレンズ素子230の物体側の面を示し、参照符号232によって第3のレンズ素子230の像側の面を示すなどする。
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が、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331によって第3のレンズ素子330の物体側の面を示し、参照符号332によって第3のレンズ素子330の像側の面を示すなどする。
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が、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431によって第3のレンズ素子430の物体側の面を示し、参照符号432によって第3のレンズ素子430の像側の面を示すなどする。
具体的には、本実施形態では、第3のレンズ素子430の物体側の面431は光軸近傍に凹部4311を有し、第5のレンズ素子450の物体側の面451は、光軸近傍に凸部4511を有するとともに、該第5のレンズ素子450の周縁部近傍に凸部4512と、さらに光軸近傍と該第5のレンズ素子450の周縁部近傍との間に凹部4513とを有する。レンズ素子の屈折力、およびレンズ素子の他の物体側または像側の面の凹/凸形状の構成は、第1の実施形態のものと同様である。
本実施形態の光学撮像レンズ4の各レンズ素子の光学特性について、図16を参照すると、この場合、CT5/AC45、CT5/AC34、CT5/AAG、(CT4+CT5)/AAG、CT5/AC12、CT5/CT2、(CT4+CT5)/AC34、AAG/CT2、CT5/CT3、AC45/AC12の値は、
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5で始まり、例えば、参照符号531によって第3のレンズ素子530の物体側の面を示し、参照符号532によって第3のレンズ素子530の像側の面を示すなどする。
本実施形態の光学撮像レンズ5の各レンズ素子の光学特性について、図20を参照すると、この場合、CT5/AC45、CT5/AC34、CT5/AAG、(CT4+CT5)/AAG、CT5/AC12、CT5/CT2、(CT4+CT5)/AC34、AAG/CT2、CT5/CT3、AC45/AC12の値は、
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6で始まり、例えば、参照符号631によって第3のレンズ素子630の物体側の面を示し、参照符号632によって第3のレンズ素子630の像側の面を示すなどする。
本実施形態の光学撮像レンズ6の各レンズ素子の光学特性について、図24を参照すると、この場合、CT5/AC45、CT5/AC34、CT5/AAG、(CT4+CT5)/AAG、CT5/AC12、CT5/CT2、(CT4+CT5)/AC34、AAG/CT2、CT5/CT3、AC45/AC12の値は、
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7で始まり、例えば、参照符号731によって第3のレンズ素子730の物体側の面を示し、参照符号732によって第3のレンズ素子730の像側の面を示すなどする。
本実施形態の光学撮像レンズ7の各レンズ素子の光学特性について、図28を参照すると、この場合、CT5/AC45、CT5/AC34、CT5/AAG、(CT4+CT5)/AAG、CT5/AC12、CT5/CT2、(CT4+CT5)/AC34、AAG/CT2、CT5/CT3、AC45/AC12の値は、
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に直接装着されおり、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。前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。
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。
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 (8)
- 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、を光軸に沿って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、前記光軸近傍に凸部をなす前記像側の面を有し、
前記第3のレンズ素子は、当該第3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し、
前記第4のレンズ素子は、正の屈折力を有するとともに、凹面をなす前記物体側の面を有し、
前記第5のレンズ素子は、プラスチック材料で構成されているとともに、前記光軸近傍に凹部をなす前記像側の面を有し、
前記光軸に沿った前記第5のレンズ素子の中心厚を示すCT5と、前記光軸に沿った前記第4のレンズ素子および前記第5のレンズ素子の間の空隙を示すAC45とは、不等式
を満たし、且つ、前記CT5と、前記光軸に沿った前記第2のレンズ素子の中心厚を示すCT2とは、不等式
を満たし、且つ、前記CT5と、前記光軸に沿った前記第1のレンズ素子と前記第2のレンズ素子との間の空隙を示すAC12とは、不等式
を満たすことを特徴とする光学撮像レンズ。 - 前記第2のレンズ素子は、さらに、前記光軸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6に記載の光学撮像レンズ。
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