(57)【要約】【課題】薄型レンズアセンブリを提供する。【解決手段】薄型レンズアセンブリは、物体側から像側に、光軸に沿って順に配置される第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含む。第一レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、物体側に面する凸面と像側に面する凹面を含む。第二レンズは、正の屈折力を有するレンズである。第三レンズは、負の屈折力を有する両凹レンズである。第四レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズである。第五レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、物体側に面する凸面と像側に面する凹面を含む。【選択図】図１
2014066993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄型レンズアセンブリであって、物体側から像側に、光軸に沿って順に配置される第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含み、
前記第一レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、前記物体側に面する凸面と前記像側に面する凹面を含み;
前記第二レンズは、正の屈折力を有するレンズで;
前記第三レンズは、負の屈折力を有する両凹レンズで;
前記第四レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズで;
前記第五レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、前記物体側に面する凸面と前記像側に面する凹面を含むことを特徴とする薄型レンズアセンブリ。
【請求項２】
前記薄型レンズアセンブリは以下の条件を満たし、
2014066993.tif 000020
式中、ＢＦＬは、前記薄型レンズアセンブリの後ろ焦点距離、TT は、前記光軸に沿った前記第一レンズの前記物体側面から、前記像側面の距離であることを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項３】
前記第一レンズは以下の条件を満たし、
2014066993.tif 000021
式中、R11 は、前記第一レンズの前記物体側面の前記曲率半径、R12 は、前記第一レンズの前記像側面の前記曲率半径、fは、前記薄型レンズアセンブリの前記有効焦点距離、f1 は、前記第一レンズの前記有効焦点距離であることを特徴とする請求項２に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項４】
前記第二レンズは以下の条件を満たし、
2014066993.tif 000022
式中、R21 は、前記第二レンズの前記物体側面の前記曲率半径、R22 は、前記第二レンズの前記像側面の前記曲率半径、f は、前記薄型レンズアセンブリの前記有効焦点距離、f2 は、前記第二レンズの前記有効焦点距離であることを特徴とする請求項３に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項５】
前記第四レンズは以下の条件を満たし、
2014066993.tif 000023
式中、R41 は、前記第四レンズレンズの前記物体側面の前記曲率半径、R42 は、前記第四レンズの前記像側面の前記曲率半径、f は、前記薄型レンズアセンブリの前記有効焦点距離、f4 は、前記第四レンズレンズの前記有効焦点距離であることを特徴とする請求項４に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項６】
前記第四レンズはプラスチックまたはガラス材でなることを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項７】
前記第一レンズの少なくとも一面が非球面または凸面と凹面両方が非球面、前記第二レンズの少なくとも一面が非球面または二個の面が共に非球面、前記第三レンズの少なくとも一面が非球面または二個の凹面が共に非球面、前記第四レンズの少なくとも一面が非球面または二個の凸面が共に非球面、前記第五レンズの少なくとも一面が非球面または凸面および凹面が共に非球面であることを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項８】
前記第二レンズは、両凸レンズまたは凸凹レンズであることを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項９】
前記第五レンズの少なくとも一面が反曲面または両方が反曲面であることを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【請求項１０】
さらに、前記第二レンズと前記第三レンズ間に設置されたアパーチャを含むことを特徴とする請求項１に記載の薄型レンズアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像捕捉に関するものであって、特に、薄型レンズアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電子製品は、持ち運びと使用を便利にするため、小型化、軽量化している。携帯電子製品に用いられるレンズアセンブリも、それに伴って、小型化、軽量化する必要がある。小型化と軽量化のほか、高い画像品質を達成する高い光学性能が要求される。よって、小型化、軽量化および高い光学性能が、レンズアセンブリにとって不可欠な要素である。
【０００３】
小型化、軽量化および高い光学性能の目的を達成するため、あるレンズアセンブリは、非球面のプラスチックレンズを使用し始めている。最初は、一つまたは２個の非球面のプラスチックレンズを使用していたが、現在は、レンズアセンブリは全て非球面のプラスチックレンズを使用しているものもある。大量の非球面のプラスチックレンズを使用したレンズ設計が現在の傾向である。
【０００４】
現在発展している４個の非球面のプラスチックレンズを含むレンズアセンブリ構造は、全てのアプリケーション要件を満たすことができない。ある特定のアプリケーション要件を満たすため、ある光学特性、例えば、Ｆ値、視野および総トラックに改善の余地がある。
【０００５】
なお、総トラック(最初のレンズ正面からセンサー画像面に至るまでの距離)、Ｆ値、視野を改善する広角画像処理システムの先行技術として、特許文献１に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−００３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、本発明は、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性、よい光学性能と大量生産が可能な薄型レンズアセンブリを提供することを目的とする。この種の薄型レンズアセンブリは、薄型で、高い光学性能を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による薄型レンズアセンブリは、物体側から像側に、光軸に沿って順に配置される第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含む。第一レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、物体側に面する凸面と像側に面する凹面を含む。第二レンズは、正の屈折力を有するレンズである。第三レンズは、負の屈折力を有する両凹レンズである。第四レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズである。第五レンズは、負の屈折力を有する凸凹レンズで、物体側に面する凸面と像側に面する凹面を含む。
【０００９】
別の態様において、薄型レンズアセンブリは以下の条件を満たす。
【００１０】
[数１]
2014066993.tif 000003
式中、ＢＦＬは、薄型レンズアセンブリの後側焦点距離、ＴＴは、光軸に沿った第一レンズの物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの距離、R11 は第一レンズの物体側レンズ面の曲率半径、R12 は第一レンズの像側レンズ面の曲率半径、f は薄型レンズアセンブリの有効焦点距離、f1 は第一レンズの有効焦点距離、R21 は第二レンズの物体側面の曲率半径、R22 は第二レンズの像側面の曲率半径、f2 は第二レンズの有効焦点距離、R41は第四レンズの物体側面の曲率半径、R42 は第四レンズの像側面の曲率半径およびf4 は第四レンズの有効焦点距離である。
【００１１】
別の態様において、第一レンズはプラスチック材料かガラス材でなる。
【００１２】
別の態様において、第一レンズは凸面および凹面を含み、少なくとも一面が非球面である。
【００１３】
別の態様において、第二レンズは両凸レンズである。
【００１４】
別の態様において、第二レンズは凸凹レンズである。
【００１５】
別の態様において、第二レンズはプラスチック材料かガラス材でなる。
【００１６】
別の態様において、第二レンズは２個の面を含み、少なくとも一面が非球面である。
【００１７】
別の態様において、第三レンズはプラスチック材料かガラス材でなる。
【００１８】
別の態様において、第三レンズは２個の凹面を含み、少なくとも一面が非球面である。
【００１９】
別の態様において、第四レンズはプラスチック材料かガラス材でなる。
【００２０】
別の態様において、第四レンズは２個の凸面を含み、少なくとも一面が非球面である。
【００２１】
別の態様において、第五レンズはプラスチック材料かガラス材でなる。
【００２２】
別の態様において、第五レンズは少なくとも一面が非球面である。
【００２３】
別の態様において、第五レンズは少なくとも一面が反曲面である。
【００２４】
さらに別の態様において、薄型レンズアセンブリは、さらに、第五レンズと像側間に設置される光学フィルターを含む。
【００２５】
さらに別の態様において、薄型レンズアセンブリは、さらに、第二レンズと第三レンズ間に設置されるアパーチャを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の薄型レンズアセンブリは、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性、よい光学性能と大量生産が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好ましい第一態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。
【図２Ａ】本発明の好ましい第一態様による薄型レンズアセンブリの縦の球面収差を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の好ましい第一態様による薄型レンズアセンブリの非点収差像面湾曲を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の好ましい第一態様による薄型レンズアセンブリの収差を示す図である。
【図３】本発明の好ましい第二態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。
【図４Ａ】本発明の好ましい第二態様による薄型レンズアセンブリの縦の球面収差を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の好ましい第二態様による薄型レンズアセンブリの非点収差像面湾曲を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の好ましい第二態様による薄型レンズアセンブリの収差を示す図である。
【図５】本発明の好ましい第三態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。
【図６Ａ】本発明の好ましい第三態様による薄型レンズアセンブリの縦の球面収差を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の好ましい第三態様による薄型レンズアセンブリの非点収差像面湾曲を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の好ましい第三態様による薄型レンズアセンブリの収差を示す図である。
【図７】本発明の好ましい第四態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。
【図８Ａ】本発明の好ましい第四態様による薄型レンズアセンブリの縦の球面収差を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の好ましい第四態様による薄型レンズアセンブリの非点収差像面湾曲を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の好ましい第四態様による薄型レンズアセンブリの収差を示す図である。
【図９】本発明の好ましい第五態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の好ましい第五態様による薄型レンズアセンブリの縦の球面収差を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の好ましい第五態様による薄型レンズアセンブリの非点収差像面湾曲を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の好ましい第五態様による薄型レンズアセンブリの収差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
詳細は、添付図面とともに以下の記載を参照することにより明らかとなる。
【００２９】
本発明の好ましい態様の各レンズの非球面窪みｚは以下の公式により計算される。
【００３０】
[数２]
2014066993.tif 000004
式中、zは非球面窪み、cは曲率、h はレンズ表面から光軸の垂直距離、k は円錐定数、A, B, C, D, E, F および Gは非球面係数である。
【００３１】
図１を参照すると、図１は、本発明の好ましい第一態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。薄型レンズアセンブリ１０は、物体側から像側に、光軸ＯＡ１に沿って順に配置される第一レンズＬ１１、第二レンズＬ１２、アパーチャＳＴ１、第三レンズＬ１３、第四レンズＬ１４、第五レンズＬ１５および光学フィルターＯＦ１を含む。イメージセンサー１１は、光学フィルターＯＦ１と像側間に設置される。イメージセンサー１１のセンサー表面ＳＳ１は像側面中に設置される。第一レンズＬ１１はプラスチック材料でなる。第一レンズＬ１１は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第一レンズＬ１１の凸面Ｓ１１は物体側に面し、第一レンズＬ１１の凹面Ｓ２１２は像側に面し、凸面Ｓ１１凹面Ｓ１２は共に非球面である。第二レンズＬ１２はプラスチック材料でなる。第二レンズＬ１２は正の屈折力を有する両凸レンズで、第二レンズＬ１２の凸面Ｓ１３と凸面Ｓ１４は共に非球面である。第三レンズＬ１３はプラスチック材料でなる。第三レンズＬ１３は、負の屈折力を有する両凹レンズで、第三レンズＬ１３の凹面Ｓ１６と凹面Ｓ１７は共に非球面である。第四レンズＬ１４はプラスチック材料でなる。第四レンズＬ１４は正の屈折力を有する両凸レンズで、第四レンズＬ１４の凸面Ｓ１８と凸面Ｓ１９は共に非球面である。第五レンズＬ１５はプラスチック材料でなる。第五レンズＬ１５は、負の屈折力を有する凸凹レンズで、第五レンズＬ１５の凸面Ｓ１１０は物体側に面し、第五レンズＬ１５の凹面Ｓ１１１は像側に面し、凸面Ｓ１１０と凹面Ｓ１１１は共に非球面で、凸面Ｓ１１０は反曲面である。光学フィルターＯＦ１はガラス材でなる。光学フィルターＯＦ１の表面Ｓ１１２と表面Ｓ１１３は共に平面である。イメージセンサー１１は、カバーガラスＣＧ１とセンサー素子 (図示しない)を含む。共に平面である表面Ｓ１１４と表面Ｓ１１５を含むカバーガラスＣＧ１は、センサー素子のセンサー表面ＳＳ１を傷やほこり付着から保護する。レンズとアパーチャＳＴ１の上述の設計により、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性を有する薄型レンズアセンブリ１０は、さらに、高い光学性能を有する。
【００３２】
上述の目的を達成し、光学性能を効果的に向上させるため、本発明の第一態様による薄型レンズアセンブリ１０の光学特性、有効焦点距離、Ｆ値、総トラック、視野、各レンズ表面の曲率半径、各レンズの厚さ、各レンズの屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数Vdは表１に示される。
【００３３】
[表１]
2014066993.tif 000005
本実施例において、各表面の円錐定数ｋと非球面係数Ａ〜Ｇが表２に示される。
【００３４】
[表２]
2014066993.tif 000006
本実施例の薄型レンズアセンブリ１０の有効焦点距離 f=1.694 mm, FL=1.271 mm, TT=4.280 mm, R11=1.74693 mm, R12=0.79376 mm, f1=-2.96186 mm, R21=1.00475 mm, R22=-4.00764 mm, f2=1.542819 mm, R41=2.49475 mm, R42=-0.55194 mm および f4=0.931672 mmである。各種条件の計算値は、[数１]にリストされる条件(1)から条件(7)の要求を完全に満たす。各種条件の計算値は以下のようである。
【００３５】
[数３]
2014066993.tif 000007
レンズとアパーチャＳＴ１の上述の配置により、本実施例の薄型レンズアセンブリ１０は、図２Ａ−２Ｃに見られるような光学性能の要求を満たすことができ、図２Ａは、本実施例の薄型レンズアセンブリ１０の縦の球面収差、図２Ｂは、本実施例の薄型レンズアセンブリ１０の非点収差像面湾曲、図２Ｃは、本実施例の薄型レンズアセンブリ１０の収差を示す図である。
【００３６】
図２Ａから分かるように、本実施例の470 nm 〜 650 nm間の波長の範囲に対する縦の球面収差は -0.005 mm 〜 0.005 mmである。図２Ｂから分かるように、本実施例の接線方向と矢状方向の非点収差像面湾曲は、-0.01 mm 〜 0.01 mmである。図２Ｃから分かるように、本実施例の収差はプラスマイナス 5%を超えない。本実施例の薄型レンズアセンブリ１０の縦の球面収差、非点収差像面湾曲と収差は、効果的に補正され、光学性能がよくなることが明らかである。
【００３７】
図３を参照すると、図３は、本発明の好ましい第二態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。薄型レンズアセンブリ２０は、物体側から像側に、光軸ＯＡ２に沿って順に配置される第一レンズＬ２１、第二レンズＬ２２、アパーチャＳＴ２、第三レンズＬ２３、第四レンズＬ２４、第五レンズＬ２５および光学フィルターＯＦ２を含む。イメージセンサー２１が、光学フィルターＯＦ２と像側間に設置される。イメージセンサー２１のセンサー表面ＳＳ２が像側面中に設置される。第一レンズＬ２１はプラスチック材料でなる。第一レンズＬ２１は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第一レンズＬ２１の凸面Ｓ２１は物体側に面し、第一レンズＬ２１の凹面Ｓ２２は像側に面し、凸面Ｓ２１と凹面Ｓ２２は共に非球面である。第二レンズＬ２２はプラスチック材料でなる。第二レンズＬ２２は正の屈折力を有する凸凹レンズで、第二レンズＬ２２の凸面Ｓ２３は物体側に面し、第二レンズＬ２２の凸面Ｓ２４は像側に面し、凸面Ｓ２３と凹面Ｓ２４は共に非球面である。第三レンズＬ２３はプラスチック材料でなる。第三レンズＬ２３は負の屈折力を有する両凹レンズで、第三レンズＬ２３の凹面Ｓ２６と凹面Ｓ２７は共に非球面である。第四レンズＬ２４はプラスチック材料でなる。第四レンズＬ２４は正の屈折力を有する両凸レンズで、第四レンズＬ２４の凸面Ｓ２８と凸面Ｓ２９は共に非球面である。第五レンズＬ２５はプラスチック材料でなる。第五レンズＬ２５は負の屈折力を有する凸凹レンズ、第五レンズＬ２５の凸面Ｓ２１０は物体側に面し、第五レンズＬ２５の凹面Ｓ２１１は像側に面し、凸面Ｓ２１０と凹面Ｓ２１１は共に非球面、凸面Ｓ２１０凹面Ｓ２１１は共に反曲面である。光学フィルターＯＦ２はガラス材でなる。光学フィルターＯＦ２の表面Ｓ２１２と表面Ｓ２１３は共に平面である。イメージセンサー２１は、カバーガラスＣＧ２とセンサー素子 (図示しない)を含む。共に平面である表面Ｓ２１４と表面Ｓ２１５を含むカバーガラスＣＧ２は、センサー素子のセンサー表面ＳＳ２を傷やほこり付着から保護する。レンズとアパーチャＳＴ２の前述の設計により、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性を有する薄型レンズアセンブリ２０は、さらに、高い光学性能を有する。
【００３８】
上述の目的を達成し、光学性能を効果的に向上させるため、本発明の好ましい第二態様の薄型レンズアセンブリ２０の有効焦点距離、Ｆ値、総トラック、視野、各レンズ表面の曲率半径、各レンズの厚さ、各レンズの屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数Vdは表３に示される。
【００３９】
[表３]
2014066993.tif 000008
本実施例において、各表面の円錐定数ｋと非球面係数Ａ〜Ｇが表４に示される。
【００４０】
[表４]
2014066993.tif 000009
本実施例の薄型レンズアセンブリ２０の有効焦点距離 f=1.88262 mm, BFL=1.287 mm, TT=4.431 mm, R11=2.69709 mm, R12=1.30663 mm, f1=-5.100522 mm, R21=1.08086 mm, R22=17.89381 mm, f2=2.090202 mm, R41=3.23151 mm, R42=-0.53716 mm および f4=0.983162 mmである。各種条件の計算値は、[数１]にリストされる条件(1)から条件(7)の要求を完全に満たす。各種条件の計算値は以下のようである。
【００４１】
[数４]
2014066993.tif 000010
レンズとアパーチャＳＴ２の上述の配置により、本実施例の薄型レンズアセンブリ２０は、図４Ａ-４Ｃに見られる光学性能の要求を満たすことができ、図４Ａは本実施例の薄型レンズアセンブリ２０の縦の球面収差、図４Ｂは本実施例の薄型レンズアセンブリ２０の非点収差像面湾曲、図４Ｃは本実施例の薄型レンズアセンブリ２０の収差を示す。
【００４２】
図４Ａから分かるように、本実施例の波長の範囲470 nm 〜 650 nmに対する縦の球面収差は -0.0025 mm 〜 0.005 mmである。図４Ｂから分かるように、本実施例の接線方向と矢状方向の非点収差像面湾曲は-0.01 mm 〜 0.01 mmである。 図４Ｃから分かるように、本実施例の収差はプラスマイナス 5%を超えない。本実施例の薄型レンズアセンブリ２０縦の球面収差、非点収差像面湾曲および収差は、効果的に補正され、光学性能がよくなることが明らかである。
【００４３】
図５を参照すると、図５は、本発明の好ましい第三態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。薄型レンズアセンブリ３０は、物体側から像側に、光軸ＯＡ３に沿って順に配置される第一レンズＬ３１、第二レンズＬ３２、アパーチャＳＴ３、第三レンズＬ３３、第四レンズＬ３４、第五レンズＬ３５および光学フィルターＯＦ３を含む。イメージセンサー３１は、光学フィルターＯＦ３と像側に間に設置される。イメージセンサー３１のセンサー表面ＳＳ３は像側面中に設置される。第一レンズＬ３１はプラスチック材料でなる。第一レンズＬ３１は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第一レンズＬ３１の凸面Ｓ３１は物体側に面し、第一レンズＬ３１の凹面Ｓ３２は像側に面し、凸面Ｓ３１と凹面Ｓ３２は共に非球面である。第二レンズＬ３２はプラスチック材料でなる。第二レンズＬ３２は正の屈折力を有する凸凹レンズで、第二レンズＬ３２の凸面Ｓ３３は物体側に面し、第二レンズＬ３２の凹面Ｓ３４は像側に面し、凸面Ｓ３３凹面Ｓ３４は共に非球面である。第三レンズＬ３３はプラスチック材料でなる。第三レンズＬ３３は負の屈折力を有する両凹レンズで、第三レンズＬ３３の凹面Ｓ３６と凹面Ｓ３７は共に非球面である。第四レンズＬ３４はプラスチック材料でなる。第四レンズＬ３４は正の屈折力を有する両凸レンズで、第四レンズＬ３４の凸面Ｓ３８と凸面Ｓ３９は共に非球面である。第五レンズＬ３５はプラスチック材料でなる。第五レンズＬ３５は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第五レンズＬ３５の凸面Ｓ３１０は物体側に面し、第五レンズＬ３５の凹面Ｓ３１１は像側に面し、凸面Ｓ３１０と凹面Ｓ３１１は共に非球面、凸面Ｓ３１０と凹面Ｓ３１１は共に反曲面である。光学フィルターＯＦ３はガラス材でなる。光学フィルターＯＦ３の表面Ｓ３１２と表面Ｓ３１３は共に平面である。イメージセンサー３１は、カバーガラスＣＧ３とセンサー素子 (図示しない)を含む。共に平面である表面Ｓ３１４と表面Ｓ３１５を含むカバーガラスＣＧ３は、センサー素子のセンサー表面ＳＳ３を傷やほこり付着から保護する。レンズとアパーチャＳＴ３の上述の設計により、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性を有する薄型レンズアセンブリ３０は、さらに、高い光学性能を有する。
【００４４】
上述の目的を達成し、光学性能を効果的に向上させるため、本発明の好ましい第三態様の薄型レンズアセンブリ３０の有効焦点距離、Ｆ値、総トラック、視野、各レンズ表面の曲率半径、各レンズの厚さ、各レンズの屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数Vdは表５に示される。
【００４５】
[表５]
2014066993.tif 000011
本実施例において、各表面の円錐定数ｋと非球面係数Ａ〜Ｇは表６に示される。
【００４６】
[表６]
2014066993.tif 000012
本発明の薄型レンズアセンブリ３０の有効焦点距離 f=2.00349 mm,BFL=1.253 mm, TT=4.416 mm, R11=2.54694 mm, R12=1.40693 mm, f1=-6.199968 mm, R21=1.06534 mm, R22=9.21641 mm, f2=2.166097 mm, R41=4.18838 mm, R42=-0.54457 mm および f4=0.95069872 mmである。各種条件の計算値は、[数１]にリストされる条件(1)から条件(7)の要求を完全に満たす。各種条件の計算値は以下のようである。
【００４７】
[数５]
2014066993.tif 000013
レンズとアパーチャＳＴ３の上述の配置により、本実施例の薄型レンズアセンブリ３０は、図６Ａ-６Ｃに見られる光学性能の要求を満たすことができ、図６Ａは、本実施例の薄型レンズアセンブリ３０縦の球面収差、図６Ｂは本実施例の薄型レンズアセンブリ３０の非点収差像面湾曲、図６Ｃは本実施例の薄型レンズアセンブリ３０の収差を示す。
【００４８】
図６Ａから分かるように、本実施例の波長の範囲470 nm 〜 650 nmに対する縦の球面収差は -0.006 mm 〜 0.009 mmである。図６Ｂから分かるように、本実施例の接線方向と矢状方向の非点収差像面湾曲は -0.015 mm 〜 0.01 mmである。図６Ｃから分かるように、本実施例の収差はプラスマイナス 2.5%を超えない。本実施例の薄型レンズアセンブリ３０の縦の球面収差、非点収差像面湾曲、収差が効果的に補正され、光学性能がよくなることが明らかである。
【００４９】
図７を参照すると、図７は、本発明の好ましい第四態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。薄型レンズアセンブリ４０は、第一レンズＬ４１、第二レンズＬ４２、アパーチャＳＴ４、第三レンズＬ４３、第四レンズＬ４４、第五レンズＬ４５および光学フィルターＯＦ４を含み、全て、物体側から像側に、光軸ＯＡ４に沿って順に配置される。イメージセンサー４１は、光学フィルターＯＦ４と像側間に設置される。イメージセンサー４１のセンサー表面ＳＳ４はイメージ表面に設置される。第一レンズＬ４１はプラスチック材料でなる。第一レンズＬ４１は負の屈折力を有する凸凹レンズ、第一レンズＬ４１の凸面Ｓ４１は物体側に面し、第一レンズＬ４１の凹面Ｓ４２は像側に面し、凸面Ｓ４１と凹面Ｓ４２共に非球面である。第二レンズＬ４２はプラスチック材料でなる。第二レンズＬ４２は正の屈折力を有する両凸レンズで、第二レンズＬ４２の凸面Ｓ４３と凸面Ｓ４４は共に非球面である。第三レンズＬ４３はプラスチック材料でなる。第三レンズＬ４３は負の屈折力を有する両凹レンズで、第三レンズＬ４３の凹面Ｓ４６と凹面Ｓ４７は共に非球面である。第四レンズＬ４４はプラスチック材料でなる。第四レンズＬ４４は正の屈折力を有する両凸レンズで、第四レンズＬ４４の凸面Ｓ４８と凸面Ｓ４９は共に非球面である。第五レンズＬ４５はプラスチック材料でなる。第五レンズＬ４５は負の屈折力を有する凸凹レンズ、第五レンズＬ４５の凸面Ｓ４１０は物体側に面し、第五レンズＬ４５の凹面Ｓ４１１は像側に面し、凸面Ｓ４１０と凹面Ｓ４１１は共に非球面で、凹面Ｓ４１１は反曲面である。光学フィルターＯＦ４はガラス材でなる。光学フィルターＯＦ４の表面Ｓ４１２と表面Ｓ４１３は共に平面である。イメージセンサー４１は、カバーガラスＣＧ４とセンサー素子 (図示しない)を含む。共に平面である表面Ｓ４１４と表面Ｓ４１５を含むカバーガラスＣＧ４は、センサー素子のセンサー表面ＳＳ４を傷やほこり付着から保護する。レンズとアパーチャＳＴ４の上述の設計により、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラックの光学特性を有する薄型レンズアセンブリ４０は、さらに、高い光学性能を有する。
【００５０】
上述の目的を達成し、光学性能を効果的に向上させるため、本発明の第四態様による薄型レンズアセンブリ４０の有効焦点距離、Ｆ値、総トラック、視野、各レンズ表面の曲率半径、各レンズの厚さ、各レンズの屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数Vdは表７に示される。
【００５１】
[表７]
2014066993.tif 000014
本実施例において、各表面の円錐定数ｋと非球面係数Ａ〜Ｇは表８に示される。
【００５２】
[表８]
2014066993.tif 000015
本実施例の薄型レンズアセンブリ４０の有効焦点距離 f=1.73413 mm, BFL=1.330 mm, TT=4.357 mm, R11=1.72452 mm, R12=0.84550 mm, f1=-3.403594 mm, R21=1.07727 mm, R22=-4.48885 mm, f2=1.636074 mm, R41=4.08399 mm, R42=-0.55711 mm および f4=0.956915 mmである。各種条件の計算値は、[数１]にリストされる条件(1)から条件(7)の要求を完全に満たす。各種条件の計算値は以下のようである。
【００５３】
[数６]
2014066993.tif 000016
レンズとアパーチャＳＴ４の上述の配置により、本実施例の薄型レンズアセンブリ４０は、図８Ａ-８Ｃに見られる光学性能の要求を満たすことが出来、図８Ａは、本実施例の薄型レンズアセンブリ４０の縦の球面収差、図８Ｂは、本実施例の薄型レンズアセンブリ４０の非点収差像面湾曲、図８Ｃは、本実施例の薄型レンズアセンブリ４０の収差を示す図である。
【００５４】
図８Ａから分かるように、本実施例の波長の範囲470 nm 〜 650 nmに対する縦の球面収差は -0.005 mm 〜 0.01 mmである。図８Ｂから分かるように、本実施例の接線方向と矢状方向非点収差像面湾曲は -0.015 mm 〜 0.005 mmである。図８Ｃから分かるように、本実施例の収差はプラスマイナス 5%を超えない。本実施例の薄型レンズアセンブリ４０の縦の球面収差、非点収差像面湾曲および収差は、効果的に補正され、光学性能がよくなることが明らかである。
【００５５】
図９を参照すると、図９は、本発明の好ましい第五態様による薄型レンズアセンブリのレンズレイアウトと光路を示す図である。薄型レンズアセンブリ５０は、物体側から像側に、光軸ＯＡ５に沿って順に配置される第一レンズＬ５１、第二レンズＬ５２、アパーチャＳＴ５、第三レンズＬ５３、第四レンズＬ５４、第五レンズＬ５５および光学フィルターＯＦ５を含む。イメージセンサー５１は、光学フィルターＯＦ５と像側間に設置される。イメージセンサー５１のセンサー表面ＳＳ５が像側面中に設置される。第一レンズＬ５１はプラスチック材料でなる。第一レンズＬ５１は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第一レンズＬ５１の凸面Ｓ５１は物体側に面し、第一レンズＬ５１の凹面Ｓ５２は像側に面し、凸面Ｓ５１と凹面Ｓ５２は共に非球面である。第二レンズＬ５２はプラスチック材料でなる。第二レンズＬ５２は正の屈折力を有するレンズで、第二レンズＬ５２の凸面Ｓ５３は物体側に面し、第二レンズＬ５２の凹面Ｓ５４は像側に面し、凸面Ｓ５３と凹面Ｓ５４は共に非球面である。第三レンズＬ５３ はプラスチック材料でなる。第三レンズＬ５３は負の屈折力を有する両凹レンズで、第三レンズＬ５３の凹面Ｓ５６と凹面Ｓ５７は共に非球面である。第四レンズＬ５４はプラスチック材料でなる。第四レンズＬ５４は正の屈折力を有する両凸レンズで、第四レンズＬ５４の凸面Ｓ５８と凸面Ｓ５９は共に非球面である。第五レンズＬ５５はプラスチック材料でなる。第五レンズＬ５５は負の屈折力を有する凸凹レンズで、第五レンズＬ５５の凸面Ｓ５１０は物体側に面し、第五レンズＬ５５の凹面Ｓ５１１は像側に面し、凸面Ｓ５１０と凹面Ｓ５１１は共に非球面で、凸面Ｓ５１０と凹面Ｓ５１１は共に反曲面である。光学フィルターＯＦ５はガラス材でなる。光学フィルターＯＦ５の表面Ｓ５１２と表面Ｓ５１３は共に平面である。イメージセンサー５１は、カバーガラスＣＧ５とセンサー素子 (図示しない)を含む。共に平面である表面Ｓ５１４表面Ｓ５１５を含むカバーガラスＣＧ５は、センサー素子のセンサー表面ＳＳ５を傷やほこり付着から保護する。レンズとアパーチャＳＴ５の上述の設計により、小さいＦ値、大きい視野および短い総トラック光学特性を有する薄型レンズアセンブリ５０は、さらに、高い光学性能を有する。
【００５６】
上述の目的を達成し、光学性能を効果的に向上させるため、本発明の好ましい第五態様の薄型レンズアセンブリ５０の有効焦点距離、Ｆ値、総トラック、視野、各レンズ表面の曲率半径、各レンズの厚さ、各レンズの屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数Vdは表９に示される。
【００５７】
[表９]
2014066993.tif 000017
本実施例において、各表面の円錐定数ｋと非球面係数Ａ〜Ｇは表１０に示される。
【００５８】
[表１０]
2014066993.tif 000018
本実施例の薄型レンズアセンブリ５０の有効焦点距離 f=1.795 mm, FL=1.088 mm, TT=4.252 mm, R11=1.97938 mm, R12=0.87561 mm, f1=-3.121058 mm, R21=0.79585 mm, R22=5.32183 mm, f2=1.704792 mm, R41=2.94552 mm, R42=-0.82617 mm および f4=1.420195 mmである。各種条件の計算値は、[数１]にリストされる条件(1)から条件(7)の要求を完全に満たす。各種条件の計算値は以下のようである。  
[数７]
2014066993.tif 000019
レンズとアパーチャＳＴ５の上述の配置により、本実施例の薄型レンズアセンブリ５０は、図１０Ａ-図１０Ｃに見られる光学性能の要求を満たすことができ、図１０Ａは、本実施例の薄型レンズアセンブリ５０の縦の球面収差、図１０Ｂは、本実施例の薄型レンズアセンブリ５０の非点収差像面湾曲、図１０Ｃは、本実施例の薄型レンズアセンブリ５０の収差を示す。
【００５９】
図１０Ａから分かるように、本実施例の波長の範囲436 nm 〜 656 nmに対する縦の球面収差は -0.01 mm 〜 0.015 mmである。図１０Ｂから分かるように、本実施例の接線方向と矢状方向非点収差像面湾曲は -0.015 mm 〜 0.015 mmである。図１０Ｃから分かるように、本実施例の収差はプラスマイナス 5%を超えない。本実施例の薄型レンズアセンブリ５０の縦の球面収差、非点収差像面湾曲と収差が効果的に補正され、光学性能がよくなることが明らかである。
【００６０】
本発明による薄型レンズアセンブリは、全レンズがプラスチック材料かガラス材でなり、一部のレンズがプラスチック材料、一部がガラス材でもよい。上述の第一〜第四態様の全レンズはプラスチック材料でなり、第五態様は、一部がプラスチック材料、一部がガラス材でなる。第五態様の第一レンズＬ５１、第二レンズＬ５２、第三レンズＬ５３および第五レンズＬ５５はプラスチック材料でなり、第四レンズＬ５４はガラス材でなり、これは、第五態様と第一〜第四態様の最も異なる部分である。第一〜第四態様の全レンズはプラスチック材料でなり、薄型レンズアセンブリ１０、薄型レンズアセンブリ２０、薄型レンズアセンブリ３０および薄型レンズアセンブリ４０の有効焦点距離は、環境温度の変化により影響を受けやすい。環境温度の変化が大きい時、この種の薄型レンズアセンブリは焦点外になりやすく、よって、この種の薄型レンズアセンブリは小さい環境温度変化にだけ適用できる。第五態様の第四レンズＬ５４がガラス材を用いる時、その目的は、有効焦点距離に対する環境温度の変化の影響を減少させることである。第五態様の薄型レンズアセンブリ５０は、温度変化が大きい環境でも、焦点が合って、特に、野外捕食追跡器への応用に適し、昼間でも夜間でも焦点外れによるぼやけがなく、獲物の画像がはっきりと捕捉できる。
【００６１】
本発明では好ましい態様を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００６２】
10、20、30、40、50 …薄型レンズアセンブリ
11、21、31、41、51 …イメージセンサー
L11、L21、L31、L41、L51 …第一レンズ
L12、L22、L32、L42、L52 …第二レンズ
L13、L23、L33、L43、L53 …第三レンズ
L14、L24、L34、L44、L54 …第四レンズ
L15、L25、L35、L45、L55 …第五レンズ
ST1、ST2、ST3、ST4、ST5 …アパーチャ
OF1、OF2、OF3、OF4、OF5 …光学フィルター
CG1、CG2、CG3、CG4、CG5 …カバーガラス
SS1、SS2、SS3、SS4、SS5 …センサー表面
OA1、OA2、OA3、OA4、OA5…光軸
S11、S21、S31、S41、S51 …面
S12、S22、S32、S42、S52 …面
S13、S23、S33、S43、S53 …面
S14、S24、S34、S44、S54 …面
S15、S25、S35、S45、S55 …面
S16、S26、S36、S46、S56 …面
S17、S27、S37、S47、S57 …面
S18、S28、S38、S48、S58 …面
S19、S29、S39、S49、S59 …面
S110、S210、S310、S410、S510 …面
S111、S211、S311、S411、S511 …面
S112、S212、S312、S412、S512 …面
S113、S213、S313、S413、S513 …面
S114、S214、S314、S414、S514 …面
S115、S215、S315、S415、S515 …面
【図１】
2014066993.tif 000024
【図２Ａ】
2014066993.tif 000025
【図２Ｂ】
2014066993.tif 000026
【図２Ｃ】
2014066993.tif 000027
【図３】
2014066993.tif 000028
【図４Ａ】
2014066993.tif 000029
【図４Ｂ】
2014066993.tif 000030
【図４Ｃ】
2014066993.tif 000031
【図５】
2014066993.tif 000032
【図６Ａ】
2014066993.tif 000033
【図６Ｂ】
2014066993.tif 000034
【図６Ｃ】
2014066993.tif 000035
【図７】
2014066993.tif 000036
【図８Ａ】
2014066993.tif 000037
【図８Ｂ】
2014066993.tif 000038
【図８Ｃ】
2014066993.tif 000039
【図９】
2014066993.tif 000040
【図１０Ａ】
2014066993.tif 000041
【図１０Ｂ】
2014066993.tif 000042
【図１０Ｃ】
2014066993.tif 000043