JP6073851B2 - 光学撮像系 - Google Patents
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Description
ALT/AC45≦45.0
第1のレンズ素子は、光軸近傍において凹状の像側の面を有する。第2のレンズ素子は、負の屈折力を有する。第3のレンズ素子は、光軸近傍において凸状の物体側の面を有する。第4のレンズ素子は、光軸近傍において凸状の物体側の面を有する。第5のレンズ素子は、光軸近傍において凸状の像側の面を有する。第6のレンズ素子は、プラスチックで構成されており、外周縁部近傍において凸状の像側の面を有する。
0.55≦AC34/CT3
「正の屈折力(または負の屈折力)を有するレンズ素子」という表現は、そのレンズ素子が光軸近傍において有する屈折力が、正の屈折力(または負の屈折力)であることを意味する。ある領域において凸状(または凹状)の面を有するレンズ素子とは、その領域に隣接する径方向外側の領域に対して、その領域が凸部(または凹部)を有し、その領域が光軸に沿って***した(凸状の)、または窪んだ(凹状の)面を有することを意味する。
「周縁部近傍の領域」という表現は、レンズ素子の周縁部近傍の、撮像光が通過する領域、すなわち領域Cを指す。撮像光線は、主光線Lcと周辺光線Lmとを含み得る。
「光軸近傍の領域」という表現は、撮像光が通過する光軸の領域、すなわち領域Aを指す。
「レンズ素子の外周縁部近傍の領域」という表現は、領域Cのような、専ら撮像光を通過させるレンズ素子面の周縁領域近傍を意味する。さらに、レンズ素子は、該レンズ素子をレンズ鏡筒に取り付けるために構成された拡張部またはフランジEを有し得る。望ましい撮像光線は、拡張部Eを通過しない。レンズ素子の拡張部Eは、光学撮像系の一部であり得るものの、その説明および略図では、簡潔にするために省略している。
図2Aは、本発明の第1の実施形態による6素子の光学レンズ系100の概略断面図である。光学レンズ系100は、光軸に沿って物体側から像側へ順に、第1のレンズ素子L1と、第2のレンズ素子L2と、第3のレンズ素子L3と、光学的開口絞りASと、第4のレンズ素子L4と、第5のレンズ素子L5と、第6のレンズ素子L6と、を備える。各レンズ素子L1〜L6は、光軸の周りに回転対称であり得る。
R1とR2は、それぞれ第1のレンズ素子L1の物体側と像側の面である。同様に、R3とR4は、それぞれ第2のレンズ素子L2の物体側と像側の面である。同様に、R5とR6は、それぞれ第3のレンズ素子L3の物体側と像側の面である。R7とR8は、それぞれ第4のレンズ素子L4の物体側と像側の面である。R9とR10は、それぞれ第5のレンズ素子L5の物体側と像側の面である。R11とR12は、それぞれ第6のレンズ素子L6の物体側と像側の面である。
本明細書全体を通して、AC12は、第1と第2のレンズ素子間の空隙であり、AC23は、第2と第3のレンズ素子間の空隙であり、AC34は、第3と第4のレンズ素子間の空隙であり、AC45は、第4と第5のレンズ素子間の空隙であり、AC56は、第5と第6のレンズ素子間の空隙である。空隙AC12〜AC56のそれぞれは、光軸に沿って測定される。BFLは、第6のレンズ素子の像側から像面までの光軸に沿った距離である後側焦点距離を表す。フィルタが第6のレンズ素子と像面との間に配置される場合、BFLには、光学フィルタの厚さが含まれる。
本開示では、EFLは、同じく焦点距離として知られる有効焦点距離を表す。光学撮像系の焦点距離は、コリメート光線が焦点に収束する距離として定義される。以下では、この焦点距離を、後側焦点距離(BFL)と区別するために、有効焦点距離と呼ぶ。
ここで、Yは、非球面上の点と光軸との間の垂直距離であり、Z(Y)は、レンズ素子の非球面の深さ(非球面の頂点における接平面に対する、光軸から距離Yにある非球面上の点の高さ)であり、Rは、光軸からレンズ面までの、ミリメートル(mm)で表す曲率半径であり、Kは円錐定数であり、a(i)は、i番目の次数(またはi次項)の非球面係数である。
図3Aは、本発明の第2の実施形態による6素子の光学レンズ系200の概略断面図である。光学レンズ系200は、第4のレンズ素子L4’が、像側の光軸近傍に凸面を有するとともに、像側の外周縁領域に凹面を有すること以外は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図4Aは、本発明の第3の実施形態による6素子の光学レンズ系300の概略断面図である。光学レンズ系300は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図5Aは、本発明の第4の実施形態による6素子の光学レンズ系400の概略断面図である。光学レンズ系400は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図6Aは、本発明の第5の実施形態による6素子の光学レンズ系500の概略断面図である。光学レンズ系500は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図7Aは、本発明の第6の実施形態による6素子の光学レンズ系600の概略断面図である。光学レンズ系600は、第3のレンズ素子L3’が、光軸近傍に凸状の物体側の面を有するとともに、外周縁領域に凹状の物体側の面を有し、第4のレンズ素子L4が、光軸近傍に凸状の像側の面を有するとともに、外周縁領域に凹状の像側の面を有すること以外は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図8Aは、本発明の第7の実施形態による6素子の光学レンズ系700の概略断面図である。光学レンズ系700は、第4のレンズ素子L4”が、光軸近傍に凸状の像側の面を有するとともに、外周縁領域に凹状の像側の面を有すること以外は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図9Aは、本発明の第8の実施形態による6素子の光学レンズ系800の概略断面図である。光学レンズ系800は、第5のレンズ素子L5’が、光軸近傍に凹状の物体側の面と外周縁領域に凹状の物体側の面とを含む凹状の物体側の面を有すること以外は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
図10Aは、本発明の第9の実施形態による6素子の光学レンズ系900の概略断面図である。光学レンズ系900は、第2のレンズ素子L2’が、光軸近傍に凸状の物体側の面と外周縁領域に凸状の物体側の面とを含む凸状の物体側の面を有すること以外は、光学レンズ系100と類似した構造を有する。
これら6つのレンズ素子の組み合わせによって、レンズ系の品質を提供する。また、第6のレンズ素子をプラスチックで構成することによって、レンズ系の重量を軽減できるとともに、製造を簡略化できる。光軸近傍に凹面を有する第2のレンズ素子と、正の屈折力を有するとともに光軸近傍に凸面を有する第5のレンズ素子との組み合わせによって、向上した収差補正が提供される。一部の実施形態では、すべてのレンズ素子がプラスチックで構成され得ることで、さらに、製造コストおよび重量が削減される。
光学撮像モジュール120は、光学レンズ系1と、レンズ鏡筒ユニット130と、レンズ鏡筒ユニットを取り付けるためのモジュール収容ユニット140と、モジュール収容ユニット140を固定するための基板173と、光学レンズ系1に面するように基板173の表面上に配置された撮像センサ72と、を有している。撮像センサ72は、受光素子または相補型金属酸化膜半導体素子などの電子撮像センサとすることができる。撮像センサ72は、像面71を有する。
一実施形態において、光学レンズ系1は、上記の9通りの実施形態のいずれかのような6素子の光学レンズ系を含み得る。
第1の胴ユニット142と、レンズ鏡筒ユニット130の外周面とは、互いに隣接(および連動)して、光軸I−I’に沿って同心状に配置される。第2の胴ユニット143は、物体側に向いた第1の終端と、像側に向いた第2の終端とを有し、第1の胴ユニット142の外周面を取り囲むように、光軸I−I’に沿って配置される。コイル144は、第1の胴ユニット142の外周面と第2の胴ユニット143の内周面との間に配置される。磁性部品145は、コイル144の外面と第2の胴ユニット143の内面との間に配置される。
Claims (9)
- 光学撮像系であって、
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、開口絞りと、第4のレンズ素子と、第5のレンズ素子と、第6のレンズ素子とを、光軸に沿って物体側から像側へ当該順に配置して備え、
当該光学撮像系のうち前記第1乃至第6のレンズ素子の6つのみが屈折力を有し、
前記第1のレンズ素子は、前記光軸近傍において凹状をなす像側の面を有し、
前記第2のレンズ素子は、負の屈折力を有するとともに、外周縁領域において凸状をなす物体側の面を有し、
前記第3のレンズ素子は、前記光軸近傍において凸状をなす物体側の面と外周縁領域において凹状をなす像側の面とを有し、
前記第4のレンズ素子は、前記光軸近傍において凸状をなす物体側の面を有し、
前記第5のレンズ素子は、前記光軸近傍において凸状をなす像側の面を有し、
前記第6のレンズ素子は、プラスチックで構成されるとともに、前記第5のレンズ素子の前記像側の面との間に空隙を有する物体側の面と、外周縁部近傍において凸状をなすとともに前記光軸近傍において凹状をなす像側の面とを有し、
前記第6のレンズ素子の像側の面から像面までの後側焦点距離を示すBFLと、前記第4のレンズ素子と前記第5のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙を示すAC45とは、関係BFL/AC45≦3.50を満たす
ことを特徴とする光学撮像系。 - 前記第1乃至第6のレンズ素子のそれぞれの前記光軸に沿った厚さの和を示すALTと、前記AC45とは、関係
ALT/AC45≦45.0
を満たしていることを特徴とする請求項1に記載の光学撮像系。 - 前記第3のレンズ素子と前記第4のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙を示すAC34と、前記第3のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すCT3とは、関係
0.55≦AC34/CT3
を満たしていることを特徴とする請求項2に記載の光学撮像系。 - 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前記光軸に沿った空隙を示すAC12と、前記AC45とは、関係
AC12/AC45≦4.0
を満たしていることを特徴とする請求項3に記載の光学撮像系。 - 前記AC34と、前記第1のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すCT1とは、関係
0.80≦AC34/CT1
を満たしていることを特徴とする請求項4に記載の光学撮像系。 - 前記第1のレンズ素子から前記第6のレンズ素子までの前記光軸に沿って隣り合うレンズ素子どうしの空隙の和を示すAAGと、前記第6のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すCT6とは、関係
3.70≦AAG/CT6
を満たしていることを特徴とする請求項5に記載の光学撮像系。 - 前記第1のレンズ素子から前記第6のレンズ素子までの前記光軸に沿って隣り合うレンズ素子どうしの空隙の和を示すAAGと、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前記光軸に沿った空隙を示すAC12とは、関係
2.70≦AAG/AC12
を満たしていることを特徴とする請求項2に記載の光学撮像系。 - 当該光学撮像系の有効焦点距離を示すEFLと、前記第4のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すCT4とは、関係
1.20≦EFL/CT4
を満たしていることを特徴とする請求項1に記載の光学撮像系。 - 前記AC45と、前記第2のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すCT2とは、関係
1.80≦AC45/CT2
を満たしていることを特徴とする請求項8に記載の光学撮像系。
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