(57)【要約】【課題】２つのレンズからなる光学イメージングレンズを提供する。【解決手段】２つのレンズからなる光学イメージングレンズにおいて、光軸Ｚに沿って物体側（object side）から像側（image side）まで順に、開口絞り（aperture stop）Ｓと、正光屈折度を有する平凸レンズであり、且つ像側面が凸面である第１レンズ（a first lens of positive refractive power）１１と、負光屈折度を有する新月型レンズであり、且つ物体側面が凹面であり、像側面が凸面である第２レンズ１２と、から構成する。【選択図】図１
2012108448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って物体側から像側まで順に配列される、
開口絞りと、
正光屈折度を有し、平凸レンズであり、且つ像側面が凸面である第１レンズと、
負光屈折度を有し、新月型レンズであり、物体側面が凹面であり、像側面が凸面である第２レンズと、
を備える２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【請求項２】
前記２つのレンズからなる光学イメージングレンズであって、以下の条件：
0.49≦BFL/TL≦0.53                 
を満足し、ここで、BFLが本イメージングレンズシステムのバックフォーカスであり、TLが開口絞りから結像面までの距離である、を満たす請求項１に記載の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【請求項３】
前記２つのレンズからなる光学イメージングレンズは、以下の条件：
65°≦2ω≦80°                                    
を満足し、ここで、2ωが最大視野角である、を満たす請求項１に記載の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズの物体側面が非球面である請求項１に記載の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズの凸面及び凹面が非球面である請求項１に記載の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ及び第２レンズは、プラスチックで形成される請求項１に記載の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのレンズからなる光学イメージングレンズに関し、特に、小型カメラ又は携帯電話等に対して、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等のイメージセンサのレンズに使用され、２つのレンズで構成される広角、バックフォーカスが長く、且つ低コストである光学イメージングレンズを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩に従い、電子製品は、軽薄短小及び多機能化に向けて絶え間なく発展し、電子品中、例えば、デジタルカメラ、ＰＣカメラ、ネットワークカメラ、携帯電話等は、既にイメージング装置（レンズ）を具備しているが、更に、ＰＤＡ等の装置もイメージング装置を増設する要求がある。携帯に便利であり、使用者の要求に適合する為、イメージング装置は、良好な結像品質を有する必要があるだけではなく、同時に小さな体積で低コストである必要がある。狭い視野角（field angle）によって撮影すると像幅が小さくなるが、視角が大きな像取得レンズは、電子製品の撮影品質を改善でき、使用者の需要に適合させることができる。
【０００３】
小型電子製品に応用する像取得レンズは、従来、２つのレンズ片式と、３つのレンズ片式と、４つのレンズ片式および５つのレンズ片式等の異なる設計を有するが、コストを考慮すると、２つのレンズ片式が使用するレンズが少なく、そのコスト上有利である。
【０００４】
従来の２つのレンズ片式光学像取得レンズは、多種の異なる構造を有するが、その間の相違点又は技術特徴は、以下の各種要素の変化または組み合わせにより決定される：該２つのレンズ間で対応して組み合わせる形状の設計の違い、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）である等の違い、又は該２つのレンズが相対して組み合わされる凸面/凹面の方向の違い、又は、該２つのレンズが相対して組み合わされる光屈折度（refractive power）の正負の違い、又は、該２つのレンズ組/レンズの間の関連光学データ、例えば、ｆｓ（イメージングレンズシステムの有効焦点距離）、di（各光学面i距離離）、Ri（各光学面iの曲率半径）等、満足する条件の違い等である。上記から分かるように、２つのレンズ式の光学イメージングレンズの設計について言えば、従来の技術は、光学イメージングレンズを設計する技術分野において、各主異なる光学目的の応用に対して異なる変化または組み合わせを発じ、それが使用するレンズの形状、組み合わせ、作用又は効果が異なり、即ち、新規性（novelty）及び進歩性（inventive step）を有すると見ることができる。
【０００５】
近年は、小型カメラ、カメラ付き携帯、ＰＤＡ等の製品に応用され、その像取得レンズは、小型化、焦点距離の短縮、良好な収差調整が要求される。各種小型化の２つの像取得レンズ設計中、正光屈折度の第１レンズ、正光屈折度の第２レンズまたはその他の組み合わせの設計で、小型化の要求を達成し、例えば、US2005/0073753、US2004/0160680、US7,110,190、US7,088,528、US2004/0160680 ；EP1793252、EP1302801；JP2007-156031、JP2006-154517、JP2006-189586；TWM320680 、TWI232325；CN101046544等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-156031号公報
【特許文献２】特開2006-154517号公報
【特許文献３】特開2004-177976号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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は、そのレンズの体積が依然として更に縮小すべきである。使用者が要求するより大きな視野角の設計について、例えば、米国特許US2008/0030875は、正負光屈折度の組み合わせを使用したものであり、US20030/0197956は、負正光屈折度の組み合わせを使用したものであり、US5,835,288は、双凹及び双凸レンズの組み合わせを使用し、日本特許JP08-334684、JP2005-107368は、正又は負の光屈折度の組み合わせを使用し、視野角を拡大している。或いは、日本特許公開番号JP2004-177976、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、正正光屈折度の組み合わせを使用している。
【０００８】
上記これらの光学レンズは、共通の特性を有し、即ち、バックフォーカスが何れも短くなっている。バックフォーカスが短い欠点は、電子製品の寸法を絶え間なく縮小されていく時、レンズ寸法も伴って縮小され、従って、バックフォーカスも正比例して短縮されることである。光学レンズにおいて、更に赤外線フィルタ及びガラスの２つの部品を設置する。この２つの部品は、一定の厚さを有し、光学レンズを縮小する時、正比例して短縮されるバックフォーカスは、空間が狭く、赤外線フィルタ及びガラスを余裕を持って設置することができない。
【０００９】
比較的大きな視野角を有し、バックフォーカスが長い構造は、使用者の切迫した要求である。このため、本発明は、小型カメラ、携帯電話カメラ等の電子製品上に簡便に応用できる、より実用性を有する構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、光軸に沿って物体側（object
side）から像側（image side）まで順に配列される開口絞り（aperture stop）と、；平凸レンズであり、且つ像側面が凸面である正光屈折度を有する第１レンズ（a
first lens of positive refractive power）と、新月型レンズであり、且つ物体側が凹面であり、像側が凸面である負光屈折度を有する第２レンズと、備える２つのレンズからなる光学イメージングレンズを提供することにある。
【００１１】
ここで、該２つのレンズからなるレンズの光学イメージングレンズは、更に以下の条件を満足する：
0.49≦BFL/TL≦0.53                 
(1)
ここで、BFLが本イメージングレンズシステムのバックフォーカスであり、TLが開口絞りから結像面までの距離である。
【００１２】
また、該２つのレンズの光学イメージングレンズは、更に以下の条件を満足する：
65°≦2ω≦80°                                    (2)
ここで、2ωが最大視野角(maximum
field angle)である。
【００１３】
更に、第１レンズ及び第２レンズは、プラスチックで形成される。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明は、広角効果を達し、小型カメラ、携帯電話のイメージング角度を拡張する。且つ該２つのレンズの組み合わせは、長いバックフォーカスを有し、イメージングレンズの応用性の向上を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ構造の説明図である。
【図２】本発明の第１実施例の光路構造の説明図である。
【図３】本発明の第1実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【図４】本発明の第1実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【図５】本発明の第２実施例の光路構造の説明図である。
【図６】本発明の第２実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【図７】本発明の第２実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【図８】本発明の第３実施例の光路構造の説明図である。
【図９】本発明の第３実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【図１０】本発明の第３実施例の結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明をより分かり易くするため、好適実施例を挙げ、図面を参照して、本発明の構造及び技術的特徴を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ１の構造の説明図であり、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、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と、から構成する。イメージング時、被写体の（object）の光線は、第１レンズ１１及び第２レンズ１２を経た後、更に赤外線フィル１３を経てイメージセンサ（image
sensing chip）１４の結像面(image)上に結像する。
【００１８】
該第１レンズ１１は、平凸型レンズであり、それは、物体側面R1が平面であり、像側面R2が凸面のレンズであり、正光屈折度を有する。第１レンズ１１は、屈折率Ndが1.5より大きなプラスチック材質を利用し形成されることができ、更にその画像面R2が非球面である。
【００１９】
該第２レンズ１２は、新月型レンズであり、それは、物体側面R3が凹面であり、像側面R4が凸面の非球面レンズであり、負屈折度を有する。該第２レンズ１２は、屈折率Ndが1.6より大きなプラスチック材質を利用して形成され、更にその物体側面R3及び像側面R4が何れも非球面である。
【００２０】
該開口絞り（aperture
stop）Sは、前方絞りに属し、それは、第１レンズ１１の物体側面R1上に貼合設置される。該赤外線フィルタ（IR cut-off filter）１３は、レンズ上にコーティング技術により赤外線フィルタ機能を有するように形成された薄膜である。該イメージセンサ（image
sensing chip）１４は、CCD（電荷結合素子）又はCMOS（相補型金属酸化膜半導体）である。
【００２１】
イメージング時、被写体（object）の光線が先ず第１レンズ１１及び第２レンズ１２を経過した後、更に赤外線フィルタ１３を経てイメージセンサ１４上に結像し、また、本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ１は、第１レンズ１１及び第２レンズ１２の光学面の曲率半径、非球面曲面及びレンズの厚さ(d1及びd3)と空気との距離(d2及d4)を光学的に組み合わせた後、視野角を68°より大きくすることができる。その非球面の方程式（Aspherical
Surface Formula）は、下記の式(3)である：
【数１】
2012108448.tif 000003
【００２２】
ここで、cは、曲率であり、hは、レンズの高さであり、Kは、円錐係数（Conic
Constant）であり、A4、A6、A8、A10、A12は、それぞれ４、６、８、１０、１２次の非球面係数（Nth
Order Aspherical Coefficient）である。
【００２３】
上記の構造により、本発明の光学イメージングレンズ１は、比較的大きな視野角且つバックフォーカスを有することができ、即ち、式(1)又は式(2)を満足する。更に、本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ１は、更に、収差を効率的に修正し、主光線の角度を低減することができる。
【００２４】
好適実施例を挙げ、以下に説明する：
＜第１実施例＞
図２,図３は、それぞれ本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ１の第１実施例の光路構造説明図、結像の像面湾曲（field
curvature）及び結像の歪み（distortion）の図である。
【００２５】
下記の表１では、それぞれ物体側から像側まで順に番号付けした光学面番号（surface
number）、光軸上の各光学面の曲率反液R（単位：mm）（the radius of curvature R）、光軸上の各面の距離d（單位：mm）（the
on-axis surface spacing）、各レンズの屈折率Nd、各レンズのアッベ数(Abbe’s number)νdを列記する。
【００２６】
【表１】
2012108448.tif 000004
【００２７】
表１において、光学面に*マークがあるものは、非球面光学面であり、光学面２、光学面３は、それぞれ第１レンズ１１の物体側面R1及び像側面R2を示し、光学面４、光学面５は、それぞれ第２レンズ１２の物体側面R3及び像側面R4を示し、Fnoは、光学イメージングレンズ１の焦点距離比(f
number)であり、fは、光学イメージングレンズ１の有効焦点距離であり、2ωは、光学イメージングレンズ１の最大視野角である。下列表（二）は、各光学面の非球面式(3)の各項の係数を列記する：
【００２８】
【表２】
2012108448.tif 000005
【００２９】
本実施例中、第1レンズ１１は、屈折率Nd1が1.50、アッベ数νd1が55.00のプラスチック材質を利用して形成される。第２レンズ１２は、屈折率Nd2が1.60、アッベ数νd2が29.30のプラスチック材質を利用して形成される。赤外線フィルタ１３は、BK7ガラス材質を利用して形成される。
【００３０】
本実施例の２つのレンズの光学イメージングレンズ１の有効焦点距離fが1.0352 mmであり、第1レンズ１１の焦点距離f1が0.6869mmであり、第２レンズ１２の焦点距離f2が-50.0205mmである。光軸において、開口絞りからイメージセンサ１４の結像面までの距離TLが2.0804 mmであり、バックフォーカス距離BFLが1.0414 mmである。即ち、
BFL/TL=0.5006；2ω=68°
であり、条件式(1) 及び式(2)を満足する。
【００３１】
上記表１、表２及び図２〜図４に示すように、本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズが収差を効率的に修正でき、２つのレンズの光学イメージングレンズ1に高解析度、広角且つ長いバックフォーカスを持たせることができ、本発明の応用性を向上する。
【００３２】
＜第２実施例＞
図５，図６，図７は、それぞれ本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ１の第２実施例の光路構造説明図、結像の像面湾曲及び結像の歪み図である。
【００３３】
表３は、それぞれ物体側から像側まで順に番号付けした光学面番号、光軸上の各光学面の曲率反液R、光軸上の各面の距離d、各レンズの屈折率Nd、各レンズのアッベ数νdを列記する。
【００３４】
【表３】
2012108448.tif 000006
【００３５】
下記表４は、各光学面の非球面式(3)の各項係数を示す：
【表４】
2012108448.tif 000007
【００３６】
本実施例中、第1レンズ１１は、屈折率Nd1が1.50であり、アッベ数νd1が55.00であるプラスチック材質を利用して形成される。第２レンズ１２は、屈折率Nd2が1.60であり、アッベ数νd2が29.30であるプラスチック材質を利用して形成される。赤外線フィルタ１３は、BK7ガラス材質で形成される。
【００３７】
本実施例の２つのレンズからなる光学イメージングレンズ1の有効焦点距離fは、1.0317 mmであり、第1レンズ１１の焦点距離f1が0.7234 mmであり、第２レンズ１２の焦点距離f2が23.6486 mmである。光軸において、開口絞りからイメージセンサ１４の結像面までの距離TLが2.0606 mmであり、バックフォーカス距離BFLが1.0737 mmである。即ち、
BFL/TL=0.5210；2ω=67.76°
であり、条件式(1)〜式(2)を満足する。
【００３８】
上記表３、表４及び図５〜図７に示すように、本発明の２つのレンズからなる光学イメージングレンズが効率的に収差を修正でき、２つのレンズからな光学イメージングレンズ1に高解析度、広角且つ長いバックフォーカスを持たせることができることが証明される。
【００３９】
＜第３実施例＞
図８、図９、図１０は、それぞれ本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズ1の第３実施例の光路構造説明図、結像の像面湾曲及び歪み図である。
【００４０】
下記表５は、それぞれ物体側から像側まで順に番号付けした光学面番号、光軸上の各光学面の曲率反液R、光軸上の各面の距離d、各レンズの屈折率Nd、各レンズのアッベ数νdを列記する。
【００４１】
【表５】
2012108448.tif 000008
【００４２】
下記表６は、各光学面の非球面式(3)の各項係数を示す：
【表６】
2012108448.tif 000009
【００４３】
本実施例中、第1レンズ１１は、用屈折率Nd1が1.50であり、アッベ数νd1が55.00であるプラスチック材質を利用して形成される；第２レンズ１２は、屈折率Nd2が1.60であり、アッベ数νd2が29.30であるプラスチック材質を利用して形成される。赤外線フィルタ１３は、BK7ガラス材質を使用して形成される。
【００４４】
本実施例の２つのレンズの光学イメージングレンズ1の有効焦点距離fが0.8792 mmであり、第1レンズ１１の焦点距離f1が0.6193 mmであり、第２レンズ１２の焦点距離f2が5.0496 mmである。光軸において、開口絞りからイメージセンサ１５の結像面までの距離TLが1.9386 mmであり、バックフォーカス距離BFLが0.9818 mmである。即ち、
BFL/TL=0.5064；2ω=79°であり、条件式(1)及び(2)を満足することができる。
【００４５】
上記表５、表６及び図８、図９、図１０に示すように、本発明の２つのレンズの光学イメージングレンズが効率的に収差を修正でき、２つのレンズの光学イメージングレンズ1に高解析度、広角且つ長いバックフォーカスを持たせることができることが証明される。
【００４６】
なお、本発明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
１４  イメージセンサ
ｄ１  光軸上の第１レンズ物体側面から像側面までの距離
ｄ２  光軸上の第１レンズ像側面から第２レンズの物体側面までの距離
ｄ３  光軸上の第２レンズ物体側面から像側面までの距離
ｄ４  光軸上の第２レンズ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像側面からイメージセンサまでの距離
【図１】
2012108448.tif 000010
【図２】
2012108448.tif 000011
【図３】
2012108448.tif 000012
【図４】
2012108448.tif 000013
【図５】
2012108448.tif 000014
【図６】
2012108448.tif 000015
【図７】
2012108448.tif 000016
【図８】
2012108448.tif 000017
【図９】
2012108448.tif 000018
【図１０】
2012108448.tif 000019