(57)【要約】      （修正有）【課題】小型ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステムを提供する。【解決手段】正屈折度を有する第１レンズと、負屈折度を有する第２レンズと、赤外線フィルタと、イメージセンサと、により構成され、以下の条件：［数９］を満足し、ここで、ｆ１が第１レンズのフォーカス距離、ｆ２が第２レンズの焦点距離、ｂｆが本イメージングレンズシステムのバックフォーカス距離、ＴＬが光学軸上の開口絞りから結像面までの距離である。    【数９】0003150961.tif 000017【選択図】図１
0003150961.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って物体側から像側に順に配列される、
開口絞りと、
新月型レンズであり且つ物体側面が凸面であり、且つ２つの光学面が何れも非球面である正屈折度を有する第１レンズと、
新月型レンズであり、且つ像側面が凸面であり、且つ２つの光学面が何れも非球面である負屈折度を有する第２レンズと、
赤外線フィルタと、
イメージセンサと、
によって構成され、第１レンズと第２レンズが同一ガラス材料から形成され、以下の条件：
【数６】
0003150961.tif 000014
を満足し、ここで、fsは、光学イメージングレンズシステムの有効フォーカス距離であり、f1が第１レンズのフォーカス距離であり、f2が第２レンズの焦点距離であり、bfが本イメージングレンズシステムのバックフォーカス距離であり、TLが光学軸上の開口絞りから結像面までの距離であり、d2が光軸上の第１レンズ像側面から第２レンズ物体側面までの距離であり、d4が光軸の第２レンズ像側面から赤外線フィルタ物体側面までの距離であり、d6が光軸上の赤外線フィルタの像側面から結像面までの距離であり、R2が第１レンズの像側面軸寄りの曲率半径であり、R3が第２レンズの物体側面の軸寄りの曲率半径である小型ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステム。
【請求項２】
前記イメージングレンズシステムがショートバックフォーカス距離を有し、以下の条件：
【数７】
0003150961.tif 000015
を満足し、そのうち、d2が光軸上の第１レンズ像側面から第２レンズ物体側面までの距離であり、fsは、光学イメージングレンズシステムの有効フォーカス距離である請求項１記載の小型ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステム。
【請求項３】
以下の条件：
【数８】
0003150961.tif 000016
を満足し、R2が第１レンズの像側面軸寄りの曲率半径であり、R3が第２レンズの物体側面の軸寄りの曲率半径である請求項１記載の小型ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、小型ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステムに関し、特に、小型カメラ又は携帯電話等が使用するＣＣＤ又はＣＭＯＳ等のイメージセンサのレンズに対して、正屈折度と負屈折度のレンズから構成するショートバックフォーカスで、全長が短く且つ低コストである光学イメージングレンズシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品において、例えば、デジタルカメラ、ＰＣカメラ、ネットワークカメラ、携帯電話、ＰＤＡ等の装置は、既にイメージング装置を具備している。携帯に便利で、人間工学的な要求に適合する為、イメージング装置は、良好な結像品質を有するだけでなく、比較的小さな体積（長さ）と低コストであって、使用者の需要に適合している必要がある。
【０００３】
小型電子製品に応用する光学イメージングレンズシステムは、公知技術において、２レンズ式、３レンズ式、４レンズ式及び５レンズ式以上等の異なる構造を有するが、コストを考慮すると、２レンズ式が使用するレンズが低コストであり、そのコスト上有利である。公知の２レンズ式光学イメージングレンズは、多種の異なる構造設計を有するが、その差異又は技術的特徴は、以下の各種要因の変化又は組み合わせで決定されるだけである。該２つのレンズの間の組み合わせ；例えば、第１、第２レンズがそれぞれ新月型（meniscus shape）レンズ、双凸(bi-convex)、双凹(bi-concave)；該２つのレンズの間の組み合わせる屈折度（refractive power）正負の違い；又は該２つのレンズ組/レンズの間の相関光学パラメータ、例えば、ｆｓ（イメージングレンズシステムの有効フォーカス距離）、ｄｉ（各光学面ｉ間の距離）、Ｒｉ（各光学面ｉの曲率半径）等が満足する条件の違いであり、上記から分かるように、２つのレンズ片の光学イメージングレンズの設計について言えば、従来技術の光学イメージングレンズ設計技術分野は、各種の異なる光学目的の応用に対応し、異なる変化又は組み合わせを発生し、その使用するレンズの形状、組み合わせ、作用又は効果の違いによって、新規性（novelty）又は進歩性（inventive step）が評価される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２１６８５号公報、
【特許文献２】特開２００６−１５４５１７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、イメージングレンズシステムは小型カメラ、カメラ付き携帯電話、ＰＤＡ等の製品に応用され、そのイメージングレンズシステムは、小型化、照準距離の短さ、像差調整が良好であることが要求され、各種小型化した２レンズイメージングレンズシステム設計中、正屈折率の第１レンズ、正屈折率の第２レンズ又はその他の組み合わせにより、小型化の要求を達成することが最も可能性が高く、例えば、米国特許US2005/0073753、US2004/0160680、US7,110,190、US7,088,528、US2004/0160680 ；欧州特許EP1793252、EP1302801；特開2007-156031、特開2006-154517、特開2006-189586；台湾特許TWM320680 、TWI232325；中国特許CN101046544等である。しかしながら、これら特許が開示する光学イメージングレンズシステムは、依然としてその全長（TL）を更に縮小する必要がある。使用者が要求するショートバックフォーカス設計に対して、例えば、米国特許US2006/0221467、特開2005−121685、特開2006−154517は、正-負屈折率の組み合わせを使用している。米国特許US20030/0197956は、負-正屈折率の組み合わせを使用している。米国特許US5,835,288は、双凹及び双凸レンズの組み合わせを使用しており、特開2004−0281830は、正又は負-正屈折率の組み合わせを使用している。また、例えば、特開2003−215446、特開2004-177976、欧州特許EP1793252及びEP1793254、米国特許US6,876,500、US2004/0160680 、US7,088,528、台湾特許TWI266074等は、正-正屈折率の組み合わせを使用し、レンズシステムの長さを低減している。各種異なるレンズシステム全長を短縮する設計中、依然としてショートバックフォーカスが最も直接的に有効であるが、バックフォーカスを直接短縮することは、フォーカス調整が困難となる結果を招く。これにより、本考案は、実用的な設計を提示し、バックフォーカスを短縮すると同時に、レンズ間の空気間隔の短縮を利用し、フォーカスの困難性を補い、結像の歪みを低減し、小型カメラ、カメラ付き携帯電話等の電子製品に簡便に応用可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の目的は、光軸に沿って物体側（object side）から像側（image side）に順に配列される開口絞り（aperture stop）と、新月型レンズであり且つ物体側面が凸面であり、且つ２つの光学面が何れも非球面である正屈折度を有する第１レンズ（a first lens of positive refractive power）と、新月型レンズであり、且つ像側面が凸面であり、且つ２つの光学面が何れも非球面である負屈折度を有する第２レンズ（a second lens of negative refractive power）と、赤外線フィルタと、イメージセンサを具え、更に、該光学イメージングレンズシステムが以下の条件を満足する：
【０００７】
【数１】
0003150961.tif 000003
fsは、光学イメージングレンズシステムの有効フォーカス距離(effective focal length)であり、f1が第１レンズのフォーカス距離であり、f2が第２レンズの焦点距離であり、bfが本イメージングレンズシステムのバックフォーカス距離であり、TL（Total Length、全長）が光学軸上の開口絞りから結像面までの距離であり、d2が光軸上の第１レンズ像側面から第２レンズ物体側面までの距離であり、d4が光軸の第２レンズ像側面から赤外線フィルタ物体側面までの距離であり、d6が光軸上の赤外線フィルタの像側面から結像面までの距離であり、R2が第１レンズの像側面軸寄りの曲率半径であり、R3が第２レンズの物体側面の軸寄りの曲率半径である。
【０００８】
さらに、該ショートバックフォーカス２レンズ光学イメージングレンズシステムの第１レンズと第２レンズは、ガラス又はプラスチックから形成する。
【考案の効果】
【０００９】
該２つのレンズの組み合わせがショートバックフォーカス効果を達成し、更に、レンズシステムの長さを減少でき、同一材料を使用して形成し、製造コストを低減でき、イメージングレンズシステムの応用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の光学構造説明図である。
【図２】本考案の光学構造説明図である。
【図３】本考案の第１実施例の像面湾曲（field curvature）図である。
【図４】本考案の第１実施例の結像歪み（distortion）図である。
【図５】本考案の第１実施例（半径０．６０８６ｍｍ時）の縦向き像差(vertical ab  erration)図である。
【図６】本考案の第２実施例の像面湾曲図である。
【図７】本考案の第２実施例の結像歪み図である。
【図８】本考案の第２実施例（半径０．５５８８ｍｍ時）の縦向き像差図である。
【図９】本考案の第３実施例の像面湾曲図である。
【図１０】本考案の第３実施例の結像歪み図である。
【図１１】本考案の第３実施例（半径０．４９９６ｍｍ時）の縦向き像差図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案を更に詳細に説明する為、実施例を挙げ、図面にあわせて、本考案の構造及び技術的特徴を詳細に以下に説明する。
【００１２】
図１は、本考案の２レンズ光学イメージング１構造説明図であり、光軸Ｚに沿って物体側（object side）から像側（image side）まで順に配列される開口絞りＳと、第１レンズ１１と、第２レンズ１２と、赤外線フィルタ（IR cut-off filter）１３と、イメージセンサ（image sensing chip）１４が配置され、イメージング時、被撮影物（object）の光線は、先ず、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を経過し、更に、赤外線フィルタ１３を経過し、イメージセンサ１４の結像面 (image)上に結像する。
【００１３】
該第１レンズ１１は、新月型レンズであり、その物体側面Ｒ１が凸面であり、像側面Ｒ２が凹面であって、正の屈折度を有し、ガラス又はプラスチック材質で形成でき、また、物体側面Ｒ１及び像側面Ｒ２は、何れも非球面である。
【００１４】
該第２レンズ１２は、新月型レンズであり、その物体側面Ｒ３が凹面であり、像側面Ｒ４が凸面であり、負の屈折度を有し、ガラス又はプラスチック材質で形成でき、また、物体側面Ｒ３及び像側面Ｒ４は、何れも非球面である。
【００１５】
該開口絞り（aperture stop）Ｓは、前置開口に属し、第１レンズ１１の物体側面Ｒ１上に貼付される。該赤外線フィルタ１３は、蒸着または塗膜技術により、赤外線フィルタ機能を有する薄膜を形成する。該イメージセンサ１４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳを含む。
【００１６】
また、本考案の２レンズ片光学イメージングレンズシステム１は、第１レンズ１１と第２レンズ１２の光学面曲率半径、非球面曲面及びレンズの厚さ（ｄ１，ｄ３）と空間距離（ｄ２、ｄ４、ｄ６）の光学的組み合わせ後、構成するレンズシステムは、短いバックフォーカスを有し、更に、レンズシステムの全長を短縮し、バックフォーカス距離をより小さい範囲内にすることができ、即ち、式（２）を満足する。第１レンズ１１と第２レンズ１２の光学面は非球面であり、その非球面の方程式（Aspherical Surface Formula）が式（５）である。
【００１７】
【数２】
0003150961.tif 000004
【００１８】
ここで、cが曲率であり、hがレンズの高さであり、Kが円錐係数（Conic Constant）であり、A4、A6、A8、A10、A12、A14がそれぞれ、４，６，８，１０，１２，１４階の非球面係数（Nth Order Aspherical Coefficient）である。
【００１９】
上記構造によって、本考案の２レンズ光学イメージングレンズシステム１のバックフォーカスが効率的に縮小でき、レンズシステムの長さを減少し、即ち、式 (1)〜式(4)を満足する。
【００２０】
実施例を挙げて以下にそれぞれ説明する。
【００２１】
〔第１実施例〕
図２〜図５は、それぞれ、本考案の光学イメージングレンズシステム１の第１実施例の光路構造説明図、像面湾曲、 (field curvature)、結像歪み (distortion)及び半径 (radius) 0.6086mm時の縦向き像差 (vertical aberration)図である。
【００２２】
下記表（１）中、それぞれ、物体側から像側まで順に番号付けされる光学面番号（surface number）、光軸上の各光学面の曲率半径R（単位：mm）（the radius of curvature R）、光軸上の各面の間隔d（単位：mm）（the on-axis surface spacing）、各レンズの屈折率（Nd）及び各レンズのアッベ数（Abbe's number）νdを有する。
【００２３】
【表１】
0003150961.tif 000005
【００２４】
上記表（１）中、光学面 (Surface)に*マークがあるものは、非球面光学面であり、Surf 1、Surf 2は、それぞれ第１レンズ１１の物体側面R1と像側面R2を示し、Surf 3、Surf 4は、それぞれ第２レンズ１２の物体側面R3と像側面R4を示し、fs は、イメージングレンズシステムの有効フォーカス距離を示す。
【００２５】
下記表（２）に、各光学面の非球面式（５）の各項の係数を列記する。
【表２】
0003150961.tif 000006
【００２６】
本実施例中、第１レンズ１１と第２レンズ１２は、同一のガラス材質を利用して形成し、その屈折率Ndが1.587であり、アッベ数νdが60.0であり、赤外線フィルタ１３は、屈折率Ndが1.517であり、アッベ数νdが64.17であるガラス材質を使用して形成される。
【００２７】
本実施例の光学イメージングレンズシステム１の有効フォーカス距離fsが3.408 mmであり、第１レンズ１１のフォーカス距離f1が2.7879mmであり、第２レンズ１２のフォーカス距離f2が-15.418mmであり、光軸上において、第１レンズ１１の物体側面R1からイメージセンサ１５の結像面までの距離TL（全長）が3.763mmであり、即ち、
【００２８】
【数３】
0003150961.tif 000007
式（１）〜式（４）を満足する。
【００２９】
上記表（１）、表（２）及び図３〜図５の像面湾曲(field curvature)、結像歪み (distortion)及び半径(radius) 0.6086mm時の縦向き像差(vertical aberration)に示すように、本考案の２レンズ光学イメージングレンズシステムは、効率的に像差を修正し、光学イメージングレンズシステム１は、高解析度及びショートバックフォーカス効果を有し、レンズシステムの長さを効率的に縮小し、本考案の応用性を向上する。
【００３０】
〔第２実施例〕
図２、図６、図７、図８は、それぞれ、本考案の光学イメージングレンズシステム１の第２実施例の光路構造説明図及び、像面湾曲、結像歪み、半径0.5588mm時の縦向き像差図である。
【００３１】
下記表（３）中、それぞれ物体側から像側まで順に番号付けされる光学面番号、光軸上の各光学面の曲率半径R、光軸上の各面の間隔d、各レンズの屈折率（Nd）及び各レンズのアッベ数νdを有する。
【００３２】
【表３】
0003150961.tif 000008
【００３３】
下記表（４）に、各光学面の非球面式（５）の各項の係数を列記する。
【表４】
0003150961.tif 000009
【００３４】
本実施例中、第１レンズ１１と第２レンズ１２は、同一のガラス材質を利用して形成され、その屈折率Ndが1.587であり、アッベ数νdが60.0であり、赤外線フィルタ１３は、屈折率Ndが1.517であり、アッベ数νdが64.17であるガラス材質を使用して形成される。
【００３５】
本実施例の光学イメージングレンズシステム１の有効フォーカス距離fsが3.129 mmであり、第１レンズ１１のフォーカス距離f1が2.7719mmであり、第２レンズ１２のフォーカス距離f2が-130.8mmであり、光軸上において、第１レンズ１１の物体側面R1からイメージセンサ１５の結像面までの距離TL（全長）が3.5959mmであり、即ち、
【００３６】
【数４】
0003150961.tif 000010
式（１）〜式（４）を満足する。
【００３７】
上記表（１）、表（２）及び図３〜図５の像面湾曲、結像歪み及び半径0.6086mm時の縦向き像差に示すように、本考案の２レンズ光学イメージングレンズシステムは、効率的に像差を修正し、光学イメージングレンズシステム１は、高解析度及びショートバックフォーカス効果を有し、レンズシステムの長さを効率的に縮小し、本考案の応用性を向上させることができる。
【００３８】
〔第３実施例〕
図２、図９、図１０、図１１は、それぞれ、本考案の光学イメージングレンズシステム１の第３実施例の光路構造説明図及び、像面湾曲、結像歪み、半径0.4996mm時の縦向き像差図である。
【００３９】
下記表（５）中、それぞれ物体側から像側まで順に番号付けされる光学面番号、光軸上の各光学面の曲率半径R、光軸上の各面の間隔d、各レンズの屈折率（Nd）及び各レンズのアッベ数νdを有する。
【００４０】
【表５】
0003150961.tif 000011
【００４１】
下記表（６）に、各光学面の非球面式（５）の各項の係数を列記する。
【表６】
0003150961.tif 000012
【００４２】
本実施例中、第１レンズ１１と第２レンズ１２は、同一のガラス材質を利用して形成され、その屈折率Ndが1.580であり、アッベ数νdが58.9であり、赤外線フィルタ１３は、屈折率Ndが1.517であり、アッベ数νdが64.17であるガラス材質を使用して形成される。
【００４３】
本実施例の光学イメージングレンズシステム１の有効フォーカス距離fsが2.878 mmであり、第１レンズ１１のフォーカス距離f1が2.4924mmであり、第２レンズ１２のフォーカス距離f2が-11.1504mmであり、光軸上において、第１レンズ１１の物体側面R1からイメージセンサ１５の結像面までの距離TL（全長）が3.3509mmであり、即ち、
【００４４】
【数５】
0003150961.tif 000013
式（１）〜式（４）を満足する。
【００４５】
上記表（５）、表（６）及び図９〜図１１の像面湾曲、結像歪み及び縦向き像差に示すように、本考案の２レンズ光学イメージングレンズシステムは、効率的に像差を修正し、光学イメージングレンズシステム１は、高解析度及びショートバックフォーカス効果を有し、レンズシステムの長さを効率的に縮小し、本考案の応用性を向上させることができる。
【００４６】
なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案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、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１    光学イメージングレンズ
１１  第１レンズ
Ｒ１  （第１レンズ）物体側面
Ｒ２  （第１レンズ）像側面
Ｓ    開口絞り
１２  第２レンズ
Ｒ３  （第２レンズ）物体側面
Ｒ４  （第２レンズ）像側面
１３  赤外線フィルタ
Ｒ５  （赤外線フィルタ）物体側面
Ｒ６  （赤外線フィルタ）像側面
１４  イメージセンサ
ｄ１  光軸上の第１レンズの物体側面から像側面までの距離
ｄ２  光軸上の第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの距離
ｄ３  光軸上の第２レンズの物体側面から像側面までの距離
ｄ４  光軸上の第２レンズの像側面から赤外線フィルタの物体側面までの距離
ｄ５  光軸上の赤外線フィルタの物体側面から像側面までの距離
ｄ６  光軸上の赤外線フィルタの像側面からイメージセンサまでの距離
【図１】
0003150961.tif 000018
【図２】
0003150961.tif 000019
【図３】
0003150961.tif 000020
【図４】
0003150961.tif 000021
【図５】
0003150961.tif 000022
【図６】
0003150961.tif 000023
【図７】
0003150961.tif 000024
【図８】
0003150961.tif 000025
【図９】
0003150961.tif 000026
【図１０】
0003150961.tif 000027
【図１１】
0003150961.tif 000028