JP7526771B2

JP7526771B2 - 光学結像レンズ装置

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Publication number: JP7526771B2
Application number: JP2022167150A
Authority: JP
Inventors: 徐淑娟; 林範儒
Original assignee: 佳凌科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2024-08-01
Anticipated expiration: 2042-10-18
Also published as: TW202331332A; CN116500750A; US20230228976A1; EP4215969A1; JP2023105785A; TWI835054B

Description

本発明は、光学結像システムの適用分野に関し、特に、低いディストーション及び優れた結像品質を有した光学結像レンズ装置に関する。

近年、撮影の機能を付けたポータブル電子製品が盛んになるにつれ、光学システムに対するニーズが日々高まっていく。一般的に、光学システムの感光素子は、電荷結合素子（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）と相補型金属酸化膜半導体素子（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ－ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＳｅｎｓｏｒ、ＣＭＯＳＳｅｎｓｏｒ）との二つ以外がないと共に、半導体を製造する技術が精進していくにつれ、感光素子の画素寸法が小さくなり、光学システムが次第に高画素の分野に発展している。なお、無人航空機や自動運転車が生々発展していくにつれ、先進運転支援システム（ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒＡｓｓｉｓｔａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ、ＡＤＡＳ）が極めて重要な役割を果たしており、各種のレンズ装置にセンサーを取り付けることにより環境の情報を集めて、運転者が安全に運転するように保証する。また、車用レンズ装置は、外部に適用される環境の温度変化に応じて、温度のニーズに対するレンズ装置の品質も高まるので、結像品質に対する要求も日々増えている。

優れた結像レンズ装置は、低いディストーション（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）と高い解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）などの利点を有したことが一般的である。しかも、実際の適用場面において、小さい寸法とコストについての問題も考えられるべきであることから、様々な制限条件があっても、優れた結像品質を有したレンズ装置を設計できるようにすることは、設計者にとって難しい問題の一つである。

このことに鑑み、本発明は、優れた結像品質の利点を有した光学結像レンズ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明が提供する光学結像レンズ装置は、光軸に沿って物体側から像側に第一レンズ群、アパーチャー及び第二レンズ群を順に含む。当該第一レンズ群は、当該物体側から当該像側に当該光軸に沿って並んだ第一レンズ、第二レンズ及び第三レンズを含む。ただし、当該第一レンズは、負屈折力を有し、物体側面が凸面であり、像側面が凹面である。当該第二レンズは、負屈折力を有した両凹面レンズである。当該第三レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズである。当該第二レンズ群は、当該物体側から当該像側に当該光軸に沿って並んだ第四レンズ、第五レンズ、第六レンズ及び第七レンズを含む。ただし、当該第四レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズであり、かつ、物体側面と像側面のうちの少なくとも一つが非球面である。当該第五レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズである。当該第六レンズは、負屈折力を有した両凹面レンズであり、物体側面と当該第五レンズにおける像側面を粘着して負屈折力を有した複合レンズを形成する。当該第七レンズは、正屈折力を有し、物体側面が凸面であり、かつ、物体側面と像側面のうちの少なくとも一つが非球面である。当該光学結像レンズ装置は、－０．５＜Ｆ／ｆｇ１＜－０．１という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆｇ１が当該第一レンズ群の組み合わせ焦点距離である。

本発明は、当該光学結像レンズ装置に七つのレンズを用いることにより、レンズ装置の色差を大幅に改良できると共に、収差の発生を抑制でき、しかも、当該光学結像レンズ装置における屈折力の配列と条件の特性により、優れた結像品質を実現できるという効果がある。

本発明の第一実施例に係る光学結像レンズ装置の構成の模式図である。本発明の第一実施例に係る光学結像レンズ装置の軸上色収差図である。本発明の第一実施例に係る光学結像レンズ装置の倍率色収差図である。本発明の第二実施例に係る光学結像レンズ装置の構成の模式図である。本発明の第二実施例に係る光学結像レンズ装置の軸上色収差図である。本発明の第二実施例に係る光学結像レンズ装置の倍率色収差図である。本発明の第三実施例に係る光学結像レンズ装置の構成の模式図である。本発明の第三実施例に係る光学結像レンズ装置の軸上色収差図である。本発明の第三実施例に係る光学結像レンズ装置の倍率色収差図である。

本発明をより明確に説明するためには、好ましい実施例を例に挙げて、図面を参照しながら、以下に説明する。図１Ａを参照すると、本発明の第一実施例による光学結像レンズ装置１００は、光軸Ｚに沿って物体側から像側に第一レンズ群Ｇ１、アパーチャーＳＴ及び第二レンズ群Ｇ２を順に含む。第一実施例では、当該第一レンズ群Ｇ１は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第一レンズＬ１、第二レンズＬ２及び第三レンズＬ３を含み、当該第二レンズ群Ｇ２は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第四レンズＬ４、第五レンズＬ５、第六レンズＬ６及び第七レンズＬ７を含む。

当該第一レンズＬ１は、凹凸レンズである。ただし、当該第一レンズＬ１は、物体側面Ｓ１が当該物体側に円弧状に凸となる凸面であり、像側面Ｓ２が凹面である。第一実施例では、当該第一レンズＬ１は、当該像側に向かう面部分が窪んで当該像側面Ｓ２を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ１と当該像側面Ｓ２を通過する。

当該第二レンズＬ２は、負屈折力を有した両凹面レンズであり、つまり、当該第二レンズＬ２における物体側面Ｓ３及び像側面Ｓ４が共に凹面である。

当該第三レンズＬ３は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第三レンズＬ３における物体側面Ｓ５及び像側面Ｓ６が共に凸面である。

当該第四レンズＬ４は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７及び像側面Ｓ８が共に凸面であり、かつ、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８のうちの少なくとも一つが非球面である。第一実施例では、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８が共に非球面である。

当該第五レンズＬ５は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第五レンズＬ５における物体側面Ｓ９及び像側面Ｓ１０が共に凸面である。第一実施例では、当該第五レンズＬ５における該像側に向かう面部分が突起して当該像側面Ｓ１０を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ９と当該像側面Ｓ１０を通過する。

当該第六レンズＬ６は、負屈折力を有した両凹面レンズであり、つまり、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１及び像側面Ｓ１２が共に凹面である。第一実施例では、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１には、当該第五レンズＬ５の像側面Ｓ１０が対応的に粘着され、当該第五レンズＬ５の像側面Ｓ１０と当該第六レンズＬ６の物体側面Ｓ１１とが同一の平面を形成すると共に、当該第五レンズＬ５と当該第六レンズＬ６とを結合して負屈折力を有した複合レンズを形成し、また、当該第六レンズＬ６における当該像側に向かう面部分が窪んで当該像側面Ｓ１２を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ１１と当該像側面Ｓ１２を通過する。

当該第七レンズＬ７は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３及び像側面Ｓ１４が共に凸面であり、かつ、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４のうちの少なくとも一つが非球面である。第一実施例では、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４が共に非球面である。

なお、当該光学結像レンズ装置１００は、赤外線フィルターＬ８及び保護ガラスＬ９をさらに含む。当該赤外線フィルターＬ８は、当該第七レンズＬ７における像側面Ｓ１４の一方側に位置しており、当該第一レンズ群Ｇ１と当該第二レンズ群Ｇ２を通過した映像の光から余計な赤外線をフィルタリングするためのものである。当該保護ガラスＬ９は、当該赤外線フィルターＬ８の一方側に設置されると共に、当該赤外線フィルターＬ８と結像面Ｉｍとの間に位置しており、当該赤外線フィルターＬ８を保護するためのものである。

本発明による光学結像レンズ装置１００に、良い光学性能及び高い結像品質を維持させるために、当該光学結像レンズ装置１００は、
（１）－０．５＜Ｆ／ｆｇ１＜－０．１
（２）－０．４５＜Ｆ／ｆ１＜－０．１５、－０．８＜Ｆ／ｆ２＜－０．５、０．４＜Ｆ／ｆ３＜０．７
（３）０．５＜Ｆ／ｆ４＜０．７、０．７＜Ｆ／ｆ５＜１．５、－１．７＜Ｆ／ｆ６＜－１、０．２＜Ｆ／ｆ７＜０．６
（４）－０．２５＜Ｆ／ｆ５６＜－０．１
という条件がさらに満たされている。

ただし、Ｆは、当該光学結像レンズ装置１００の焦点距離であり、ｆ１は当該第一レンズＬ１の焦点距離であり、ｆ２は、当該第二レンズＬ２の焦点距離であり、ｆ３は、当該第三レンズＬ３の焦点距離であり、ｆ４は、当該第四レンズＬ４の焦点距離であり、ｆ５は、当該第五レンズＬ５の焦点距離であり、ｆ６は、当該第六レンズＬ６の焦点距離であり、ｆ５６は、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離であり、ｆ７は、当該第七レンズＬ７の焦点距離であり、ｆｇ１は、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離であり、ｆｇ２は、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離である。

下表一は、本発明の第一実施例による光学結像レンズ装置１００のデータには、光学結像レンズ装置１００の焦点距離Ｆ（又は、有効な焦点距離とも呼ばれる）、アパーチャー値Ｆｎｏ、視野角ＦＯＶ、各レンズの曲率半径Ｒ、光軸Ｚにおける各表面から次の表面までの距離、各レンズの屈折率Ｎｄ、分散、各レンズの焦点距離、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６の接着焦点距離が含まれる。ただし、焦点距離、曲率半径と距離は、それらの単位がｍｍである。以降に挙げるデータの情報は、本発明を限定するものではなく、当業者であればだれも、本発明を参照すると、パラメータや設定を適正に変更することが可能であり、それらが本発明の範囲に含まれる。

上記の表一から分かるように、第一実施例による光学結像レンズ装置１００は、焦点距離Ｆ＝８．１６ｍｍ、アパーチャー値Ｆｎｏ＝１．８、視野角ＦＯＶ＝６１度となり、ただし、当該第一レンズＬ１の焦点距離ｆ１＝－２２．８ｍｍ、当該第二レンズＬ２の焦点距離ｆ２＝－１３．６８ｍｍ、当該第三レンズＬ３の焦点距離ｆ３＝１６．９４ｍｍ、当該第四レンズＬ４の焦点距離ｆ４＝１２．５２ｍｍ、当該第五レンズＬ５の焦点距離ｆ５＝７．５４ｍｍ、当該第六レンズＬ６の焦点距離ｆ６＝－５．３２ｍｍ、当該第七レンズＬ７の焦点距離ｆ７＝２１．３３ｍｍ、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離ｆ５６＝－５２．１ｍｍ、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離ｆｇ１＝－２３．８３、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離ｆｇ２＝１０．６ｍｍとなる。

そして、上記の詳しいパラメータによると、前記の条件式は、第一実施例において、詳しい数値が以下の通りである。
（１）Ｆ／ｆｇ１＝－０．３４；
（２）Ｆ／ｆ１＝－０．３６、Ｆ／ｆ２＝－０．６０、Ｆ／ｆ３＝０．４８；
（３）Ｆ／ｆ４＝０．６５、Ｆ／ｆ５＝１．０８、Ｆ／ｆ６＝－１．５３、Ｆ／ｆ７＝０．３８；
（４）Ｆ／ｆ５６＝－０．１６。

上記の表一のデータによると、当該第一レンズ群Ｇ１及び当該第二レンズ群Ｇ２が、前記当該光学結像レンズ装置１００に設定された第（１）～（４）点の条件を満たしているということが分かる。

なお、第一実施例による光学結像レンズ装置１００には、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、非球面の表面の輪郭形状Ｚを以下の公により取得することができる。
ただし、
Ｚは、非球面の表面の輪郭形状であり、
ｃは、曲率半径の逆数であり、
ｈは、表面における軸外れ高さの半分（ｈａｌｆｔｈｅｏｆｆ－ａｘｉｓｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ）であり、
ｋは、円錐係数であり、
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及Ａ１６は、表面における軸外れ高さの半分ｈについての各係数の次数である。

この第一実施例による光学結像レンズ装置１００には、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、円錐係数ｋとＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１６の各係数の次数を下表二に示す。

以下、光学シミュレーションデータに基づいて当該光学結像レンズ装置１００の結像品質を検証する。図１Ｂは、本発明の第一実施例に係る軸上色収差図であり、図１Ｃは、本発明の第一実施例に係る倍率色収差図である。図１Ｂと図１Ｃの結果に基づいて、本実施例に係る光学結像レンズ装置１００について上記の設計によって、結像品質を効果的に高めることが検証できる。

図２Ａを参照すると、本発明の第二実施例による光学結像レンズ装置２００は、光軸Ｚに沿って物体側から像側に、第一レンズ群Ｇ１、アパーチャーＳＴ及び第二レンズ群Ｇ２を順に含む。第二実施例では、当該第一レンズ群Ｇ１は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第一レンズＬ１、第二レンズＬ２及び第三レンズＬ３を含む。当該第二レンズ群Ｇ２は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第四レンズＬ４、第五レンズＬ５、第六レンズＬ６及び第七レンズＬ７を含む。

当該第一レンズＬ１は、凹凸レンズである。ただし、当該第一レンズＬ１における物体側面Ｓ１は、当該物体側に向かって円弧状に凸となる凸面であり、当該第一レンズＬ１における像側面Ｓ２が凹面である。第二実施例では、当該第一レンズＬ１における当該像側に向かう面部分が窪んで当該像側面Ｓ２を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ１と当該像側面Ｓ２を通過する。

当該第四レンズＬ４は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７及び像側面Ｓ８が共に凸面であり、かつ、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８のうちの少なくとも一つが非球面である。第二実施例では、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８が共に非球面である。

当該第五レンズＬ５は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第五レンズＬ５における物体側面Ｓ９及び像側面Ｓ１０が共に凸面である。第二実施例では、当該第五レンズＬ５における当該像側に向かう面部分が突起して当該像側面Ｓ１０を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ９と当該像側面Ｓ１０を通過する。

当該第六レンズＬ６は、負屈折力を有した両凹面レンズであり、つまり、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１及び像側面Ｓ１２が共に凹面である。第二実施例では、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１には、当該第五レンズＬ５の像側面Ｓ１０が対応的に粘着され、当該第五レンズＬ５における像側面Ｓ１０と当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１が同一の平面を形成し、かつ、当該第五レンズＬ５と当該第六レンズＬ６を結合して負屈折力を有した複合レンズを形成し、当該第六レンズＬ６における当該像側に向かう面部分が窪んで当該像側面Ｓ１２を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ１１と当該像側面Ｓ１２を通過する。

当該第七レンズＬ７は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３及び像側面Ｓ１４が共に凸面であり、かつ、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４のうちの少なくとも一つが非球面である。第二実施例では、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４が共に非球面である。

なお、当該光学結像レンズ装置２００は、赤外線フィルターＬ８及び保護ガラスＬ９をさらに含む。当該赤外線フィルターＬ８は、当該第七レンズＬ７における像側面Ｓ１４の一方側に位置しており、当該第一レンズ群Ｇ１と当該第二レンズ群Ｇ２を通過した映像の光から余計な赤外線をフィルタリングするためのものである。当該保護ガラスＬ９は、当該赤外線フィルターＬ８における一方側に設置されると共に、当該赤外線フィルターＬ８と結像面Ｉｍとの間に位置しており、当該赤外線フィルターＬ８を保護するためのものである。

本発明による光学結像レンズ装置２００に、良い光学性能及び高い結像品質を維持させるために、当該光学結像レンズ装置２００は、
（１）－０．５＜Ｆ／ｆｇ１＜－０．１
（２）－０．４５＜Ｆ／ｆ１＜－０．１５、－０．８＜Ｆ／ｆ２＜－０．５、０．４＜Ｆ／ｆ３＜０．７
（３）０．５＜Ｆ／ｆ４＜０．７、０．７＜Ｆ／ｆ５＜１．５、－１．７＜Ｆ／ｆ６＜－１、０．２＜Ｆ／ｆ７＜０．６
（４）－０．２５＜Ｆ／ｆ５６＜－０．１
という条件がさらに満たされている。

ただし、Ｆは、当該光学結像レンズ装置２００の焦点距離であり、ｆ１は、当該第一レンズＬ１の焦点距離であり、ｆ２は、当該第二レンズＬ２の焦点距離であり、ｆ３は、当該第三レンズＬ３の焦点距離であり、ｆ４は、当該第四レンズＬ４の焦点距離であり、ｆ５は、当該第五レンズＬ５の焦点距離であり、ｆ６は、当該第六レンズＬ６の焦点距離であり、ｆ５６は、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離であり、ｆ７は、当該第七レンズＬ７の焦点距離であり、ｆｇ１は、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離であり、ｆｇ２は、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離である。

下表三は、本発明の第二実施例による光学結像レンズ装置２００のデータには、光学結像レンズ装置２００の焦点距離Ｆ（又は、有効な焦点距離とも呼ばれる）、アパーチャー値Ｆｎｏ、視野角ＦＯＶ、各レンズの曲率半径Ｒ、光軸Ｚにおける各表面から次の表面までの距離、各レンズの屈折率Ｎｄ、分散、各レンズの焦点距離、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６の接着焦点距離が含まれる。ただし、焦点距離、曲率半径と距離は、それらの単位がｍｍである。以降に挙げるデータの情報は、本発明を限定するものではなく、当業者であればだれも、本発明を参照すると、パラメータや設定を適正に変更することが可能であり、それらが本発明の範囲に含まれる。

上記の表三から分かるように、第二実施例による光学結像レンズ装置２００は、焦点距離Ｆ＝６．９６ｍｍ、アパーチャー値Ｆｎｏ＝１．７、視野角ＦＯＶ＝６５度となり、ただし、当該第一レンズＬ１の焦点距離ｆ１＝－２８．８５５ｍｍ、当該第二レンズＬ２の焦点距離ｆ２＝－９．０２８ｍｍ、当該第三レンズＬ３の焦点距離ｆ３＝１０．９３２ｍｍ、当該第四レンズＬ４の焦点距離ｆ４＝１１．９０５ｍｍ、当該第五レンズＬ５の焦点距離ｆ５＝８．７６６ｍｍ、当該第六レンズＬ６の焦点距離ｆ６＝－５．７１４ｍｍ、当該第七レンズＬ７の焦点距離ｆ７＝１８．２５３ｍｍ、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離ｆ５６＝－３６．９ｍｍ、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離ｆｇ１＝－４８．８６、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離ｆｇ２＝１０．３４ｍｍとなる。

そして、上記の詳しいパラメータによると、前記の条件式は、第二実施例において、詳しい数値が以下の通りである。
（１）Ｆ／ｆｇ１＝－０．１４
（２）Ｆ／ｆ１＝－０．２４、Ｆ／ｆ２＝－０．７７、Ｆ／ｆ３＝０．６４
（３）Ｆ／ｆ４＝０．５８、Ｆ／ｆ５＝０．７９、Ｆ／ｆ６＝－１．２２、Ｆ／ｆ７＝０．３８
（４）Ｆ／ｆ５６＝－０．１９。

上記の表三のデータによると、当該第一レンズ群Ｇ１及び当該第二レンズ群Ｇ２が、前記当該光学結像レンズ装置２００に設定された第（１）～（４）点の条件を満たしているということが分かる。

なお、第二実施例による光学結像レンズ装置２００には、第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、非球面表面の輪郭の形状Ｚを以下の式により取得することができる。
ただし、
Ｚは、非球面の表面の輪郭形状であり、
ｃは、曲率半径の逆数であり、
ｈは、表面における軸外れ高さの半分であり、
ｋは、円錐係数であり、
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１６は、表面における軸外れ高さの半分ｈについての各係数の次数である。

この第二実施例による光学結像レンズ装置２００には、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、円錐係数ｋとＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１６の各係数の次数を下表四に示す。

以下、光学シミュレーションデータに基づいて当該光学結像レンズ装置２００の結像品質を検証する。図２Ｂは、本発明の第二実施例に係る軸上色収差図であり、図２Ｃは、本発明の第二実施例に係る倍率色収差図である。図２Ｂと図２Ｃの結果に基づいて、本実施例に係る光学結像レンズ装置２００について上記の設計によって、結像品質を効果的に高めることが検証できる。

図３Ａを参照すると、本発明の第三実施例による光学結像レンズ装置３００は、光軸Ｚに沿って物体側から像側に第一レンズ群Ｇ１、アパーチャーＳＴ及び第二レンズ群Ｇ２を順に含む。第三実施例では、当該第一レンズ群Ｇ１は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第一レンズＬ１、第二レンズＬ２及び第三レンズＬ３を含み、当該第二レンズ群Ｇ２は、当該物体側から当該像側に当該光軸Ｚに沿って並んだ第四レンズＬ４、第五レンズＬ５、第六レンズＬ６及び第七レンズＬ７を含む。

当該第一レンズＬ１は、凹凸レンズである。ただし、当該第一レンズＬ１における物体側面Ｓ１は、当該物体側に向かって円弧状に凸となる凸面であり、当該第一レンズＬ１における像側面Ｓ２が凹面である。第三実施例では、当該第一レンズＬ１における当該像側に向かう面部分が窪んで当該像側面Ｓ２を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ１と当該像側面Ｓ２を通過する。

当該第四レンズＬ４は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７及び像側面Ｓ８が共に凸面であり、かつ、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８のうちの少なくとも一つが非球面である。第三実施例では、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８が共に非球面である。

当該第五レンズＬ５は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第五レンズＬ５における物体側面Ｓ９及び像側面Ｓ１０が共に凸面である。第三実施例では、当該第五レンズＬ５における当該像側に向かう面部分が突起して当該像側面Ｓ１０を形成し、当該光軸Ｚが当該物体側面Ｓ９と当該像側面Ｓ１０を通過する。

当該第六レンズＬ６は、負屈折力を有した両凹面レンズであり、つまり、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１及び像側面Ｓ１２が共に凹面である。第三実施例では、当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１には、当該第五レンズＬ５の像側面Ｓ１０が対応的に粘着され、当該第五レンズＬ５における像側面Ｓ１０と当該第六レンズＬ６における物体側面Ｓ１１が同一の平面を形成し、かつ、当該第五レンズＬ５と当該第六レンズＬ６を結合して負屈折力を有した複合レンズを形成する。

当該第七レンズＬ７は、正屈折力を有した両凸面レンズであり、つまり、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３及び像側面Ｓ１４が共に凸面であり、かつ、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４のうちの少なくとも一つが非球面である。第三実施例では、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４が共に非球面である。

なお、当該光学結像レンズ装置３００は、赤外線フィルターＬ８及び保護ガラスＬ９をさらに含む。当該赤外線フィルターＬ８は、当該第七レンズＬ７における像側面Ｓ１４の一方側に位置しており、当該第一レンズ群Ｇ１と当該第二レンズ群Ｇ２を通過した映像の光に余計な赤外線をフィルタリングするためのものである。当該保護ガラスＬ９は、当該赤外線フィルターＬ８における一方側に設置されると共に、当該赤外線フィルターＬ８と結像面Ｉｍとの間に位置しており、当該赤外線フィルターＬ８を保護するためのものである。

本発明による光学結像レンズ装置３００に、良い光学性能及び高い結像品質を維持させるために、当該光学結像レンズ装置３００は、
（１）－０．５＜Ｆ／ｆｇ１＜－０．１
（２）－０．４５＜Ｆ／ｆ１＜－０．１５、－０．８＜Ｆ／ｆ２＜－０．５、０．４＜Ｆ／ｆ３＜０．７
（３）０．５＜Ｆ／ｆ４＜０．７、０．７＜Ｆ／ｆ５＜１．５、－１．７＜Ｆ／ｆ６＜－１、０．２＜Ｆ／ｆ７＜０．６
（４）－０．２５＜Ｆ／ｆ５６＜－０．１
という条件がさらに満たされている。

ただし、Ｆは、当該光学結像レンズ装置３００の焦点距離であり、ｆ１は、当該第一レンズＬ１の焦点距離であり、ｆ２は、当該第二レンズＬ２の焦点距離であり、ｆ３は、当該第三レンズＬ３の焦点距離であり、ｆ４は、当該第四レンズＬ４の焦点距離であり、ｆ５は、当該第五レンズＬ５の焦点距離であり、ｆ６は、当該第六レンズＬ６の焦点距離であり、ｆ５６は、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離であり、ｚｆ７は、当該第七レンズＬ７の焦点距離であり、ｆｇ１は、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離であり、ｆｇ２は、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離である。

下表五は、本発明の第三実施例による光学結像レンズ装置３００のデータには、光学結像レンズ装置３００の焦点距離Ｆ（又は、有効な焦点距離とも呼ばれる）、アパーチャー値Ｆｎｏ、視野角ＦＯＶ、各レンズの曲率半径Ｒ、光軸Ｚにおける各表面から次の表面までの距離、各レンズの屈折率Ｎｄ、分散、各レンズの焦点距離、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６の接着焦点距離が含まれる。ただし、焦点距離、曲率半径及び距離は、それらの単位がｍｍである。以降に挙げるデータの情報は、本発明を限定するものではなく、当業者であればだれも、本発明を参照すると、パラメータや設定を適正に変更することが可能であり、それらが本発明の範囲に含まれる。

上記の表五から分かるように、第三実施例による光学結像レンズ装置３００は、焦点距離Ｆ＝７．７３ｍｍ、アパーチャー値Ｆｎｏ＝１．８；視野角ＦＯＶ＝６０度となる。ただし、当該第一レンズＬ１の焦点距離ｆ１＝－２３．１５ｍｍ、当該第二レンズＬ２の焦点距離ｆ２＝－１１．６９ｍｍ、当該第三レンズＬ３の焦点距離ｆ３＝１３．３４ｍｍ、当該第四レンズＬ４の焦点距離ｆ４＝１３．８７ｍｍ、当該第五レンズＬ５の焦点距離ｆ５＝８．３２ｍｍ、当該第六レンズＬ６の焦点距離ｆ６＝－５．５４ｍｍ、当該第七レンズＬ７の焦点距離ｆ７＝１６．６３ｍｍ、当該第五レンズＬ５と第六レンズＬ６を粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離ｆ５６＝－４３．６４ｍｍ、当該第一レンズ群Ｇ１の組み合わせ焦点距離ｆｇ１＝－４０．１８、当該第二レンズ群Ｇ２の組み合わせ焦点距離ｆｇ２＝１１．９１ｍｍとなる。

そして、上記の詳しいパラメータによると、前記の条件式は、第三実施例において、詳しい数値が以下の通りである。
（１）Ｆ／ｆｇ１＝－０．１９
（２）Ｆ／ｆ１＝－０．３３、Ｆ／ｆ２＝－０．６６、Ｆ／ｆ３＝０．５８
（３）Ｆ／ｆ４＝０．５６、Ｆ／ｆ５＝０．９３、Ｆ／ｆ６＝－１．４、Ｆ／ｆ７＝０．４６
（４）Ｆ／ｆ５６＝－０．１８。

上記の表五のデータによると、当該第一レンズ群Ｇ１及び第二レンズ群Ｇ２が、前記当該光学結像レンズ装置３００に設定された第（１）～（４）点の条件を満たしているということが分かる。

なお、第三実施例による光学結像レンズ装置３００には、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、非球面の表面の輪郭形状Ｚを以下の式により取得することができる。
ただし、
Ｚは、非球面表面輪郭形状であり、
ｃは、曲率半径の逆数であり、
ｈは、表面における軸外れ高さの半分であり、
ｋは、円錐係数であり、
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１６は、表面における軸外れ高さの半分ｈについての各係数の次数である。

この第三実施例による光学結像レンズ装置３００には、当該第四レンズＬ４における物体側面Ｓ７と像側面Ｓ８、及び、当該第七レンズＬ７における物体側面Ｓ１３と像側面Ｓ１４について、円錐係数ｋとＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及Ａ１６の各係数の次数を下表六に示す。

以下、光学シミュレーションデータに基づいて当該光学結像レンズ装置３００の結像品質を検証する。図３Ｂは、本発明の第三実施例に係る軸上色収差図であり、図３Ｃは、本発明の第三実施例に係る倍率色収差図である。図３Ｂと図３Ｃの結果に基づいて本実施例に係る光学結像レンズ装置３００について上記の設計によって、結像品質を効果的に高めることが検証できる。

以上は、本発明における好ましい実施可能な実施例に過ぎず、注意すべきことは、上記の表に記載したデータの資料が本発明を限定するものではなく、如何なる当業者が本願を参照すると、本願の範囲を逸脱しない限り、これらのパラメータや設定を適正に変更することが可能である。本発明の明細書や特許請求の範囲に基づいてなされる均等置換は、いずれも、本発明の特許範囲に含まれる。

１００光学結像レンズ装置
２００光学結像レンズ装置
３００光学結像レンズ装置
Ｇ１第一レンズ群
Ｇ２第二レンズ群
Ｌ１第一レンズ
Ｌ２第二レンズ
Ｌ３第三レンズ
Ｌ４第四レンズ
Ｌ５第五レンズ
Ｌ６第六レンズ
Ｌ７第七レンズ
Ｌ８赤外線フィルター
Ｌ９保護ガラス
Ｉｍ結像面
ＳＴアパーチャー
Ｚ光軸
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１３物体側面
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４像側面

Claims

光学結像レンズ装置であって、
光軸に沿って物体側から像側まで順に、
当該物体側から当該像側に当該光軸に沿って並んだ第一レンズ、第二レンズ及び第三レンズを含む第一レンズ群と、
アパーチャーと、
当該物体側から当該像側に当該光軸に沿って並んだ第四レンズ、第五レンズ、第六レンズ及び第七レンズを含む第二レンズ群を含み、
当該第一レンズは、負屈折力を有し、物体側面が凸面であり、像側面が凹面であり、かつ、該第一レンズにおける物体側面と像側面は、共に球面であり、
当該第二レンズは、負屈折力を有した両凹面レンズであり、かつ、該第二レンズにおける物体側面と像側面は、共に球面であり、
当該第三レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズであり、かつ、該第三レンズにおける物体側面と像側面は、共に球面であり、
当該第四レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズであり、かつ、該第四レンズにおける物体側面と像側面は、共に非球面であり、
当該第五レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズであり、かつ、該第五レンズにおける物体側面と像側面は、共に球面であり、
当該第六レンズは、負屈折力を有した両凹面レンズであり、かつ、物体側面と当該第五レンズにおける像側面を粘着して、負屈折力を有した複合レンズを形成し、かつ、該第六レンズにおける物体側面と像側面は、共に球面であり、
当該第七レンズは、正屈折力を有した両凸面レンズであり、かつ、該第七レンズにおける物体側面と像側面は、共に非球面であり、
当該光学結像レンズ装置は、屈折力を有する当該第一～第七レンズからなる合計七つのレンズを備え、
当該第六レンズと当該第七レンズの間にはアパーチャーが存在せず、
８．１６／－２３．８３≦Ｆ／ｆｇ１＜－０．１という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆｇ１が当該第一レンズ群の組み合わせ焦点距離である、ことを特徴とする光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、－０．４５＜Ｆ／ｆ１＜－０．１５という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ１が当該第一レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、－０．８＜Ｆ／ｆ２＜－０．５という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ２が当該第二レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、０．４＜Ｆ／ｆ３＜０．７という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ３が当該第三レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、０．５＜Ｆ／ｆ４＜０．７という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ４が当該第四レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、－０．２５＜Ｆ／ｆ５６＜－０．１という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ５が当該第五レンズと第六レンズを粘着して形成された複合レンズの接着焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、０．７＜Ｆ／ｆ５＜１．５という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ５が当該第五レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項６に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、－１．７＜Ｆ／ｆ６＜－１という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ６が当該第六レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項６に記載の光学結像レンズ装置。
当該光学結像レンズ装置は、０．２＜Ｆ／ｆ７＜０．６という条件が満たされており、ただし、Ｆが当該光学結像レンズ装置の焦点距離であり、ｆ７が当該第七レンズの焦点距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の光学結像レンズ装置。