(57)【要約】【課題】ツインレンズ式光学イメージ取得レンズを提供する。【解決手段】ツインレンズ式光学イメージ取得レンズにおいて、同一の光軸に沿って、物体側から順に、三日月型の非球面透過レンズで、その凸面が物体側にある正屈折率の第１透過レンズと、三日月型の非球面透過レンズで、その凸面がイメージ側にある正屈折率の第２透過レンズと、赤外線フィルターと、イメージセンサーとからなり、以下の条件：０．２ｆ≦ｄ＜１ｆ;０＜｜Ｒ３｜≦１００ｆ;０．０１＜｜ｆ２｜／｜ｆ１｜＜３:及び２０≦Ｖｄ≦８５;を満足し、ｆはレンズの有効焦点距離であり、ｄは、第１透過レンズの物体側凸面から第２透過レンズのイメージ側凸面までの距離であり、Ｒ３は、第２透過レンズの物体側面の曲率半径であり、ｆ１は、第１透過レンズの有効焦点距離であり、ｆ２は、第２透過レンズの有効焦点距離であり、Ｖｄは、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数である。【選択図】図１
0003137571.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
同一の光軸に沿って、物体側から順に、
断面形状三日月型の非球面透過レンズであり、その凸面が物体側にある正屈折率の第１透過レンズと、
三日月型の非球面透過レンズであり、その凸面がイメージ側にある正屈折率の第２透過レンズと、
赤外線フィルターと、
イメージセンサーと、
からなり、そのうち、以下の条件：
０．２ｆ≦ｄ＜１ｆ;
０＜|Ｒ３|≦１００ｆ;
０．０１＜|ｆ２|／|ｆ１|＜  ３:および
２０≦Ｖｄ≦８５;
を満足し、
ここで、ｆは、レンズの有効焦点距離であり、ｄは、第１透過レンズの物体側凸面から第２透過レンズのイメージ側凸面までの距離であり、Ｒ３は、第２透過レンズの物体側面の曲率半径であり、ｆ１は、第１透過レンズの有効焦点距離であり、ｆ２は、第２透過レンズの有効焦点距離であり、Ｖｄは、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数であるツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項２】
前記三日月型第１透過レンズの凸面および凹面が少なくとも１面が非球面である請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項３】
前記三日月型第２透過レンズの凸面および凹面が少なくとも１面が非球面である請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項４】
前記イメージ取得レンズが前置絞りを設置してなる請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項５】
前記光学イメージ取得レンズの開口絞りが第１透過レンズの物体側凸面上に位置する請求項４記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項６】
前記第１透過レンズが鋳造ガラス材質を利用して製成される請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項７】
前記第２透過レンズが鋳造ガラス材質を用いて製造された請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【請求項８】
前記赤外線フィルターがガラス材質をを用いて製造された請求項１記載のツインレンズ式光学イメージ取得レンズ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ツインレンズ式光学イメージピックアップレンズに関し、特に携帯電話のレンズまたはＣＣＤ（電荷接合装置）またはＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）等のイメージセンサーに使用されるレンズであり、２つの透過レンズから構成される高性能且つ全長が小さく、且つ低コストな光学イメージピックアップレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩に伴い、電子製品は、絶え間なく軽薄短小および多機能の方向へ発展し、電子製品中、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、イメージ取得装置（レンズ）を既に具備している以外に、更に、ＰＤＡ等の装置も、イメージ取得装置（レンズ）の需要を有している。携帯に便利で、ヒューマニズムの需要に適合するため、イメージ取得装置は、良好なイメージ品質を有する必要があるだけではなく、同時に比較的小さな体積と比較的低いコストである必要があり、それで始めて、該イメージ取得装置の応用性を向上させることができ、特に携帯電話への応用は、上記需要または条件が更に重要である。
【０００３】
従来の球面研磨ガラスレンズの材質の選択性が比較的多く、且つ色差修正に有利であるので、既に業界で広く使用されているが、球面研磨ガラスレンズはＦナンバーが比較的小さく、フィールドアングルが比較的大きい状況の時、球面収差および非点収差などの収差等の収差の補正が依然として困難である。上記従来の球面研磨ガラスレンズの欠点を改善するため、現在のイメージ取得装置は、既に非球面プラスチックレンズまたは非球面鋳造ガラスレンズを使用しており、比較的良好なイメージ品質を獲得し、たとえば、米国第６，８１３，０９５号「ＯＰＴＩＣＡＬ  ＩＭＡＧＥ  ＰＩＣＫ−ＵＰ  ＬＥＮＳ」発明特許、米国第６，０３１，６７０号「ＷＩＤＥ−ＡＮＧＬＥ  ＬＥＮＳ」発明特許、または日本特開２００１−１８３５７８号（Ｐ２００１−１８３５７８Ａ）「イメージ取得用レンズ」等があるが、従来の光学イメージ取得装置（レンズ）の全長部分が依然として大き過ぎ、日本特開２００１−１８３５７８Ａ「イメージ取得用レンズ」の透過レンズ組中、第１透過レンズの第１面から第２透過レンズの第２面までの距離ｄが０．９ｆより大きいか等しいものであり（ｄ≧０．９ｆ、ｆは透過レンズ組全体の有効焦点距離である）、イメージ取得レンズは比較的小さい体積または低コストとすることができず、電子製品が求める軽薄短小の要求を満たすことが困難であり、総じてイメージ取得レンズの応用性も制限され、簡便に携帯電話に応用することができない。
【特許文献１】米国特許第６，８１３，０９５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０３１，６７０号明細書
【特許文献３】特開２００１−１８３５７８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ツインレンズ片式光学イメージ取得レンズを提供し、それが同一光軸に沿って、物体側から順に、正屈折率の第１透過レンズと、正屈折率の第２透過レンズと、赤外線フィルターと、イメージセンサーとを含み、そのうち、第１、第２透過レンズは、いずれも三日月型の非球面鋳造ガラスレンズであり、且つ第１透過レンズの凸面は物体側であり、第２透過レンズの凸面はイメージ側であり、且つ以下の条件を満足する：0.2f≦d<1f，0<｜R3｜≦100f，0.01<｜f2｜/｜f1｜< 3，及20≦Vd≦85；そのうち、ｆはイメージ取得レンズ（システム）有効焦点距離であり、ｄは、第１透過レンズの物体側凸面から第２透過レンズのイメージ側凸面までの距離であり、Ｒ３は、第２透過レンズの物体側面の曲率半径であり、ｆ１は、第１透過レンズの有効焦点距離であり、ｆ２は、第２透過レンズの有効焦点距離であり、Ｖｄは、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数であり、高解析度を有し、レンズの全長を効率的に縮小したツインレンズ片式光学イメージ取得装置を構成することである。
【０００５】
本考案のもう１つの目的は、ツインレンズ式光学イメージ取得装置を提供し、そのうち、該イメージ取得レンズが前置絞りを設置し、その開口絞りは、第１透過レンズの物体側凸面上に位置し、効率的にレンズの全長を縮小させ、イメージ取得レンズの応用性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案が提供するツインレンズ式光学イメージ取得レンズは、同一の光軸に沿って、物体側から順に、三日月型の非球面透過レンズであり、その凸面が物体側にある正屈折率の第１透過レンズと、三日月型の非球面透過レンズであり、その凸面がイメージ側にある正屈折率の第２透過レンズと、赤外線フィルターと、イメージセンサーと、を含み、そのうち、以下の条件：０．２ｆ≦ｄ＜１ｆ;０＜|Ｒ３|≦１００ｆ;０．０１＜|ｆ２|／|ｆ１|＜３:および２０≦Ｖｄ≦８５;を満足し、そのうち、ｆはレンズの有効焦点距離であり、ｄは、第１透過レンズの物体側凸面から第２透過レンズのイメージ側凸面までの距離であり、Ｒ３は、第２透過レンズの物体側面の曲率半径であり、ｆ１は、第１透過レンズの有効焦点距離であり、ｆ２は、第２透過レンズの有効焦点距離であり、Ｖｄは、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数である。
【考案の効果】
【０００７】
上記の構造によって、本考案のイメージ取得レンズは、高解析度を有し、レンズの全長を効果的に縮小させ、コストを低減し、イメージ取得レンズの応用性を上昇させる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１，２は、本考案のツインレンズ式光学イメージ取得レンズである。図１に示すように、同一光軸Ｘに沿って、物体側から順に：正屈折率の第１透過レンズＬ１と、正屈折率の第２透過レンズＬ２と、赤外線フィルター３と、イメージセンサー４とからなる。図２に示すように、イメージを取得時、光線が第１透過レンズＬ１および第２透過レンズＬ２を通過した後、赤外線フィルター３を経て、イメージセンサー４のセンサー面４１上に結像する。
【０００９】
第１透過レンズＬ１は、三日月型の鋳造ガラスレンズであり、その凸面１１は、物体側にあり、該凸面１１および凹面１２は少なくとも１面が非球面であり、第２透過レンズＬ２は、三日月型の鋳造ガラス透過レンズであり、その凸面２１はイメージ側にあり、該凸面２１および凹面２２は、少なくとも１面が非球面である。本考案のイメージ取得レンズは、前置絞りを設け、その開口絞り１３は、第１透過レンズＬ１の物体側凸面１１上に位置し、図１，２にようになる。
【００１０】
本考案のツインレンズ式光学イメージ取得レンズは以下の条件を満足する：
0.2f≦d<1f；
0<|R3|≦100f；
0.01<|f2|/|f1|< 3：および
20≦Vd≦85；
そのうち、ｆはイメージ取得レンズ（システム）有効焦点距離であり、ｄは、第１透過レンズＬ１の物体側凸面１１から第２透過レンズＬ２のイメージ側凸面２１までの距離であり、Ｒ３は、第２透過レンズの物体側面の曲率半径であり、ｆ１は、第１透過レンズの有効焦点距離であり、ｆ２は、第２透過レンズの有効焦点距離であり、Ｖｄは、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数である。上記の構造によって、本考案のイメージ取得レンズは、高解析度を有し、レンズの全長を効果的に縮小させ、コストを低減し、イメージ取得レンズの応用性を向上させる。
【００１１】
好適実施例により、以下のとおり説明する：
下記表１中、それぞれ物体側から順に編集した光学面番号＃（surface number）、各光学面形態（type）、光軸上の各光学面の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）（the  radius  of  curvature  R）、光軸上の各面の距離D（単位：ｍｍ）（the  on-axis  surface  spacing）、およびレンズ材質である。
【００１２】
【表１】
0003137571.tif 000003
【００１３】
表２は、各光学面の各非球面係数（coeff.）である。
【００１４】
【表２】
0003137571.tif 000004
【００１５】
Z=ch2/[1+[1-（1+K）c2h2]1/2] +Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+EH12+Fh14+Gh16は、その非球面方程式（Aspherical Surface Formula）であり、そのうち、cは曲率であり、hはレンズ高さであり、Kは円錐係数（Conic Constant）であり、A、B、C、D、E、F、Gは、順に、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数である（4th 、6th 、8th 、10th 、12th 、14th、16th Order Aspherical Coefficient）。
【００１６】
本実施例の第１、第２透過レンズＬ１，Ｌ２は、型番Ｎ−ＳＫ５７の鋳造ガラス材質を用いて製造され、赤外線フィルター３は、型番ＢＫ７のガラス材質を用いて製造され、その厚さは、０．１４５ｍｍである。
【００１７】
本レンズシステムの有効焦点距離ｆは、２．０７２６８ｍｍであり、第１透過レンズＬ１の凸面１１（物体側面）から第２透過レンズＬ２の凸面２１（イメージ側面）までの距離ｄは、１．３１ｍｍであり、条件：０．２ｆ≦ｄ<１ｆを満足することができ、また第２透過レンズＬ２の凹面２２（物体面）の曲率半径Ｒ３＝−３．５８０２０８ｍｍであり、条件：０＜|Ｒ３|≦１００ｆを満足し、第１透過レンズＬ１の有効焦点距離ｆ１は、２．２８４ｍｍであり、第２透過レンズＬ２の有効焦点レンズ距離ｆ２は、６．７１９ｍｍであり、その|ｆ２|／|ｆ１|＝２．９４２であり、条件：０．０１ ＜\ｆ２|／|ｆ１|＜ ３を満足することができ、第１透過レンズおよび第２透過レンズのアッベ数（Abbe's number）Ｖｄが５９．６であり、条件：２０≦Ｖｄ≦８５を満足することができる。図３から図７および上記表１、表２に示すように、本考案のイメージ取得レンズのレンズ全長（total length）は、２．５２５２７ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の実施例の光学構造の説明図である。
【図２】本考案の実施例の光路の説明図である。
【図３】本考案の実施例の５つの異なる視角フィールドの横方向光扇図である。
【図４】本考案の実施例の結像のフィールド曲線図である。
【図５】本考案の実施例の結像の歪曲線図である。
【図６】本考案の実子利恵の５つの視点の０〜１２０ＬＰ/ｍｍ空間周波数時に発生する調整伝送関数図である。
【図７】図１に示す実施例の全視点が０視点に対応し発生する相対照度図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ｌ１  第１透過レンズ
１１  凸面
１２  凹面
１３  開口絞り
Ｌ２ 第２透過レンズ
２１  凸面
２２  凹面
３  赤外線フィルター
４  イメージセンサー
４１  センサー面
【図１】
0003137571.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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