(57)【要約】【課題】色収差補整用レンズを提供する。【解決手段】レンズ２００にはレンズ本体２１０と、複数のカラーフィルタ膜とが含まれる。レンズ本体２１０は光入射面２１２、光出口面２１４、および光軸２１６を有する。光入射面２１２および／または光出口面２１４は複数の不連続エリアからなり、そのエリアは、たとえば、複数の環状エリア、ファン形状エリア、または多角形エリアからなるが、それに限定されない。カラーフィルタ膜は、レンズ本体２１０のエリアにそれぞれ配置され、赤色フィルタ膜、緑色フィルタ膜、または青色フィルタ膜からなる。従って、本発明の色収差補整用レンズ２００は、収差を効率的になくすことができる。【選択図】      図２Ａ
2005242288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面および光出口面を有し、光出口面が複数の不連続な第１のエリアを備えたレンズ本体と、
前記レンズ本体の第１のエリアにそれぞれ配置された複数のカラーフィルタ膜とを有することを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項２】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体が光軸を有し、
第１のエリアが、異なるサイズを備えるとともに前記光軸と同心状に配置された複数の環状エリアからなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項３】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記第１のエリアがファン形状エリアまたは多角形エリアからなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項４】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記光入射面が、複数の不連続な第２のエリアから構成されることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項５】
請求項４記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体が光軸を有し、
前記第２のエリアが、異なるサイズを備えるとともに前記光軸と同心状に配置された複数の環状エリアからなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項６】
請求項４記載のレンズにおいて、
前記第２のエリアが、ファン形状エリアまたは多角形エリアからなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項７】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体がフレネルレンズであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項８】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体が球面レンズまたは非球面レンズであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項９】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体の材料がガラスまたはプラスチックであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１０】
請求項１記載のレンズにおいて、
前記カラーフィルタ膜が、赤色フィルタ膜、緑色フィルタ膜、または青色フィルタ膜からなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１１】
光入射面および光出口面を有し、前記光入射面が複数の不連続エリアを備えたレンズ本体と、
前記レンズ本体の前記不連続エリアにそれぞれ配置された複数のカラーフィルタ膜とを有することを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１２】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体が光軸を有し、
前記不連続エリアが、異なるサイズを備えるとともに前記光軸と同心状に配置された複数の環状エリアを備えることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１３】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記不連続エリアがファン形状エリアまたは多角形エリアからなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１４】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体がフレネルレンズであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１５】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体が、球面レンズまたは非球面レンズであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１６】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記レンズ本体の材料が、ガラスまたはプラスチックであることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【請求項１７】
請求項１１記載のレンズにおいて、
前記カラーフィルタ膜が、赤色フィルタ膜、緑色フィルタ膜、または青色フィルタ膜からなることを特徴とする色収差補整用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にレンズに関する。さらに詳細には、本発明は色収差補整用レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な光学電子デバイスが開発され、その中でレンズは重要かつ重大な構成部品である。レンズは、たとえば、携帯電話またはカメラのディスプレイパネルのバックライトモジュールにおける輝度強化層において使用されても良いし、または、ＣＤ−ＲＯＭ、ＶＣＤ−ＲＯＭ、またはＤＶＤ−ＲＯＭにおいて使用されても良い。特に、レンズは、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）およびデジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）の重要な構成部品である。光学製品の信頼性はレンズを介しての光源処理にかなり依存している。従来において白色光が光学製品の光源として利用されていた場合には、一般的に収差が発生していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１Ａは、レンズを介して従来の白色光により発生される収差を示す概略的な図である。図１Ａを参照すると、従来のレンズ１０には、光入射面１２、光出口面１４、および光軸１６が含まれている。白色光Ｗが、レンズ１０の光入射面１２を介して、光軸１６に平行なレンズに対して傾斜されると、白色光Ｗはレンズ１０によって屈折させられる。それから、白色光は光出口面１４を介してレンズ１０から抜け出る。従って、白色光Ｗは、少なくとも３つの主要なカラーライトに、たとえば、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、および赤色光Ｒにそれぞれ屈折させられる。青色光Ｂ、緑色光Ｇ、および赤色光Ｒの波長が同一でないので、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、および赤色光Ｒと光軸１６との交点（すなわち、図１Ａで示される位置ｂ、ｇ、ｒ）は同一ではない。それ故に、白色光の収差が生成される。
【０００４】
収差の発生はレンズの分散に比例する。従って、収差の発生をなくすことが非常に望まれる。それ故に、収差をなくすために特別な色消しレンズ系または高度色消しレンズ系が開発されている。上述された従来のレンズ系は、一般に、少なくとも２つの異なるレンズからなる。
【０００５】
図１Ｂは、収差をなくすための従来のレンズ系を示す概略的な図である。図１Ｂを参照すると、従来のレンズ系１００には、クラウンガラスレンズ１１０およびフリントガラスレンズ１２０が含まれ、クラウンガラスレンズはフリントガラスレンズよりも低い分散を有している。クラウンガラスレンズ１１０には光入射面１１２、光出口面１１４、および光軸１１６が含まれている。白色光Ｗが、光軸１１６に平行な光入射面１１２を介して、レンズ１１０に対して傾斜されると、クラウンガラスレンズ１１０およびフリントガラスレンズ１２０を介しての屈折後に、カラーライトＲ、Ｂと光軸１１６との交点は同一になる。よって、青色Ｂと赤色Ｒとの間の収差はレンズ系１００によって補整される。
【０００６】
なお、従来のレンズ系１００はレンズ１１０、１２０のような少なくとも２つの異なるレンズからなり、レンズ系１００の色収差に対する補整効果は、これらのレンズの配置に依存している。従って、レンズ系１００の組付けエラー、レンズサイズのエラー、または、レンズ系１００の衝撃または割れのように極めて小さな欠陥が、色収差に対する補整効果に明白に影響を及ぼす。よって、レンズ系１００の歩留まり率が低下し、コストが増加する。
【０００７】
従って、本発明は、屈折光によって収差を補整するための色収差補整用レンズに向けられている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズは、たとえば、レンズ本体と、複数のカラーフィルタ膜とを備えているが、それらに限定されない。レンズ本体は光入射面と、光出口面とを有し、光入射面および／または光出口面は複数の不連続エリアからなり、複数のカラーフィルタ膜はレンズ本体のエリアにそれぞれ配置されている。
【０００９】
本発明の一態様では、レンズ本体は光軸を有し、エリアが複数の環状エリア、ファン形状エリア、または多角形エリアからなり、環状エリアは、異なるサイズを備えるとともに光軸と同心状である。
【００１０】
本発明の一態様では、レンズ本体はフレネルレンズからなる。
【００１１】
本発明の一態様では、レンズ本体は球面レンズまたは非球面レンズからなる。
【００１２】
本発明の一態様では、レンズ本体の材料がガラスまたはプラスチックからなる。
【００１３】
本発明の一態様では、カラーフィルタ膜は、赤色フィルタ膜、緑色フィルタ膜、または、青色フィルタ膜からなる。
【００１４】
従って、本発明は、レンズ本体のエリアに配置された複数のカラーフィルタ膜を提供し、カラーフィルタ膜を介してカラーライトは、異なるカラーのカラーフィルタ膜によって制御されても良い。それ故に、本発明の一態様による色収差補整用レンズでは、レンズ本体のエリアの形状、厚さ、および位置だけが最適化されるのを必要とされる。加えて、異なるカラーでの異なるカラーフィルタ膜は対応エリア内で配置される。よって、光源で発生される収差が補整可能である。なお、本発明では、単一のレンズだけが、収差を補整するのに必要される。こうして、色収差補整用レンズの製造歩留まりは効率的に増大可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
前述の一般的な記載と以下の詳細な記載とは、典型例であり、特許請求の範囲に記載されたような発明のさらなる説明を提供しようとされるものであることが理解されよう。
【００１６】
添付図面は、本発明のさらなる理解を提供するために伴われ、この明細書の一部に組み込まれるとともにその一部を構成する。以下の図面は、本発明の実施の態様を示し、その記載と同時に本発明の原理を説明するのに役立つものである。
【００１７】
以下、好適な実施の形態を示す添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形式で例示され、この中で詳述される実施の形態に限定されるように構成されるべきではない。むしろ、この記述は綿密で完全であるとともに当業者にとって本発明の特許請求の範囲を十分に伝えるように、上述の実施の形態が提供される。初めから終わりまで同一部材は同一の要素に当てはまる。
【００１８】
図２Ａは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズを示す概略的な図である。図２Ｂは、図２Ａで示された色収差補整用レンズの光出口面を示す概略的な図である。図２Ａおよび図２Ｂを参照して、色収差補整用レンズ２００は、たとえば、レンズ本体２１０と、複数のカラーフィルタ膜２２０とを備えるが、それらに限定されない。レンズ本体２１０は、光入射面２１２、光出口面２１４、および光軸２１６を有している。光入射面２１２または光出口面２１４は複数の不連続エリア２１４ａ（図示せず）からなる。カラーフィルタ膜２２０は、レンズ本体２１０の光入射面２１２または光出口面２１４のエリア２１４ａ（図示せず）にそれぞれ配置される赤色フィルタ膜２２０ｒ、緑色フィルタ膜２２０ｇ、または青色フィルタ膜２２０ｂからなる。レンズ本体２１０は、たとえば、球面レンズ、非球面レンズ、またはフレネルレンズからなるが、それらに限定されない。レンズ本体２１０は、たとえば、ガラスまたはプラスチックのような透明材料からなるが、それらに限定されない。従って、光はレンズ本体２１０を通過可能であり、屈折可能である。
【００１９】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、白色光Ｗが、光軸２１６に平行な光入射面２１２を介して、レンズ本体に対して傾斜されると、白色光Ｗは、レンズ本体２１０によって屈折される。それから、白色光Ｗは、光出口面２１４を介してレンズ本体２１０から抜け出て、白色光Ｗは青色Ｂ、緑色Ｇ、および赤色Ｒに対して屈折される。赤色フィルタ膜２２０ｒ、緑色フィルタ膜２２０ｇ、または青色フィルタ膜２２０ｂは、光入射面２１２または光出口面２１４の不連続エリア２１４ａに配置されている。カラーフィルタ膜を介してカラーライトＲ、Ｇ、Ｂの光学距離は、カラーフィルタ膜２２０ｒ、２２０ｇ、２２０ｂによって制御される。本発明の一実施の形態では、レンズ本体２１０の光入射面２１２または光出口面２１４のエリア２１４ａにおける形状、厚さ、および位置は最適化されている。加えて、カラーフィルタ膜２２０ｒ、２２０ｇ、２２０ｂは対応エリア２１４ａに配置されている。従って、収差は補整（補償）される。本発明の一実施の形態では、レンズ本体２１０の光出口面２１４のエリア２１４ａにおける形状は、たとえば、図示されるものであるが、それに限定されない。
【００２０】
図２Ｂを参照すると、色収差補整用レンズ２００のレンズ本体２１０の光出口面２１４における不連続エリア２１４ａの形状は、たとえば、光軸２１６に平行かつ直交する線によって規定される複数のエリアからなるが、それらに限定されない。レンズ本体２１０の光入射面２１２における不連続エリアの設計は、光出口面のエリア２１４ａと同じであっても良いし、または、他の形状であっても良い。
【００２１】
以下、図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の色収差補整用レンズの光出口面のエリアを示す概略的な図である。しかしながら、光入射面のエリアは、光出口面のエリアと同じであっても良いし、または、異なっても良い。図３Ａ〜図３Ｆの色収差補整用レンズの光出口面または光入射面の形状は異なっている。加えて、図３Ａ〜図３Ｆにおける他の構成要素は、同一符号を有する図２Ａの色収差補整用レンズの構成要素と類似する。異なる色のカラーフィルタ膜を配置するためのエリアの位置は、それぞれのエリアの反射率に依存する。従って、図３Ａ〜図３Ｆの異なるカラーのカラーフィルタ膜における符号は、各エリアの反射率の設計に依存する。
【００２２】
図３Ａは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の環状エリアを示す概略的な図である。図３Ａを参照すると、色収差補整用レンズ３０１のレンズ本体２１０の光出口面２１４における複数の個々のエリア２１４ａは、たとえば、光軸２１６と同心状に配列された複数の環状エリア２１４ａからなるが、それに限定されない。
【００２３】
図３Ｂは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面におけるファン形状エリアを示す概略的な図である。図３Ｂを参照すると、色収差補整用レンズ３０２のレンズ本体の光出口面２１４は、たとえば、複数の個々のファン形状エリア２１４ａからなるが、それに限定されない。
【００２４】
図３Ｃは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面における三角形エリアを示す概略的な図である。図３Ｃを参照すると、色収差補整用レンズ３０３のレンズ本体２１０の光出口面２１４は、たとえば、複数の個々の三角形エリア２１４ａからならが、それに限定されない。
【００２５】
図３Ｄは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面における多角形エリアを示す概略的な図である。図３Ｄを参照すると、色収差補整用レンズ３０４のレンズ本体２１０の光出口面２１４は、たとえば、複数の個々の多角形エリア２１４ａからなるが、それに限定されない。
【００２６】
図３Ｅは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面における矩形状エリアを概略的に示す図である。図３Ｅを参照すると、色収差補整用レンズ３０５のレンズ本体２１０の光出口面２１４は、たとえば、複数の個々の矩形状エリア２１４ａからなるが、それに限定されない。
【００２７】
図３Ｆは、本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面における蜂の巣形状エリア２１４ａを示す概略的な図である。図３Ｆを参照すると、色収差補整用レンズ３０６のレンズ本体２１０の光出口面２１４は、たとえば、複数の個々の蜂の巣状エリア２１４ａからなるが、それに限定されない。
【００２８】
色収差補整用レンズの光出口面または光入射面のエリア形状は、図３Ａ〜図３Ｆで記述された形状を除いて他の形状からなっても良い。本発明の他の実施の形態では、色収差補整用レンズの光出口面におけるエリア形状は、図２Ｂまたは図３Ａ〜図３Ｆの実施の形態で記述されたエリア形状の組合せからなっても良い。
【００２９】
なお、本発明の色収差補整用レンズは単一レンズであっても良い。加えて、レンズを精密なモールドインサート工程または精密なプラスチック注入工程で製造して、球面レンズまたは非球面レンズの精度を向上させても良い。従って、プラスチックレンズの製造工程における一貫性、再現性（繰り返し性）、および効率を向上できる。たとえば、上述の工程で製造された個々のプラスチックレンズにおける光反射率がより起こりやすいこともあり、それ故に、プラスチックレンズの歩留まりが向上される。
【００３０】
加えて、本発明の色収差補整用レンズもまたフレネルレンズに適用可能である。フレネルレンズは、薄いレンズを具備した様々な光学機器に、特に、たとえば、携帯電話またはカメラのディスプレイパネルにおけるバックライドモジュールの輝度強化層、または、ＤＶＤ−ＲＯＭのピックアップヘッドに非常に適切である。
【００３１】
従って、本発明の色収差補整用レンズを設計する際には、レンズ本体のエリアの形状、厚さ、および位置だけが最適化されるのを必要とする。それ故に、対応エリアに異なるカラーフィルタ膜を配置することによって、収差が効率的に補整可能になる。加えて、本発明では、単一レンズのみが色収差の補整用に必要とされる。異なる反射率を持った少なくとも２つのレンズを必要とする色収差用の従来レンズと比較して、本発明はレンズ組付けのエラーを効率的に低減でき、レンズの歩留まりを効率的に増大させることができる。
【００３２】
本発明の特許請求の範囲または趣旨から逸脱することなく、様々な変更および変形が本発明の構造に対してなし得ることは、当業者にとって明らかになる。上述の観点から、本発明の変更および変形が特許請求の範囲とその等価物との範囲内に収まるならば、本発明はその変更および変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】レンズを介して従来の白色光によって生成される収差を示す概略的な図である。
【図１Ｂ】収差をなくすための従来のレンズ系を示す概略的な図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態による色収差補整用レンズを示す概略的な図である。
【図２Ｂ】図２Ａで示された色収差補整用レンズの光出口面を示す概略的な図である。
【図３Ａ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の環状エリアを示す概略的な図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面のファン形状エリアを示す概略的な図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の三角形エリアを示す概略的な図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の多角形エリアを示す概略的な図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の矩形状エリアを示す概略的な図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施の形態による色収差補整用レンズの光出口面の蜂の巣形状を示す概略的な図である。
【符号の説明】
【００３４】
２００      色収差補整用レンズ
２１０      レンズ本体
２１２      光入射面
２１４      光出口面
２１４ａ    不連続エリア
２１６      光軸
２２０      カラーフィルタ膜
２２０ｂ    青色フィルタ膜
２２０ｇ    緑色フィルタ膜
２２０ｒ    赤色フィルタ膜
Ｗ          白色光
【図１Ａ】
2005242288.tif 000003
【図１Ｂ】
2005242288.tif 000004
【図２Ａ】
2005242288.tif 000005
【図２Ｂ】
2005242288.tif 000006
【図３Ａ】
2005242288.tif 000007
【図３Ｂ】
2005242288.tif 000008
【図３Ｃ】
2005242288.tif 000009
【図３Ｄ】
2005242288.tif 000010
【図３Ｅ】
2005242288.tif 000011
【図３Ｆ】
2005242288.tif 000012