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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023171238
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】レンズアセンブリ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/02 20060101AFI20231124BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20231124BHJP
   G02B 13/00 20060101ALI20231124BHJP
   G03B 5/00 20210101ALI20231124BHJP
【FI】
G02B13/02
G02B13/18
G02B13/00
G03B5/00 J
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023032031
(22)【出願日】2023-03-02
(31)【優先権主張番号】202210543496.1
(32)【優先日】2022-05-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】512152743
【氏名又は名称】信泰光學(深セン)有限公司
(71)【出願人】
【識別番号】598001814
【氏名又は名称】亞洲光學股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ASIA OPTICAL CO.,INC.
【住所又は居所原語表記】NO.22-3 South 2nd Road,T.E.P.Z,Taichung,Taiwan R.O.C.
(74)【代理人】
【識別番号】110002516
【氏名又は名称】弁理士法人白坂
(72)【発明者】
【氏名】陳 明宗
【テーマコード(参考)】
2H087
2K005
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087LA02
2H087MA08
2H087NA07
2H087PA07
2H087PA18
2H087PB08
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA14
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA37
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087UA01
2K005AA01
2K005CA02
2K005CA23
(57)【要約】      (修正有)
【課題】総レンズ長さが短く、解像度が高く、光学手ブレ補正を有しつつ、光学性能が良好であるレンズアセンブリを提供する。
【解決手段】レンズアセンブリは、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を有する。第一レンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも四個のレンズを有し、これらのレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、これらのレンズ中、物体側に最も近いレンズは、物体側に面する凸面を有し、像側に最も近いレンズは、像側に面する凸面を有する。第二レンズ群は、負の屈折力を有し、且つ、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、2-2レンズは、像側に面する凸面を有する。第三レンズ群は、負の屈折力を有し、第三レンズ群は、3-1レンズを有し、3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第一、第二、および、第三レンズ群は、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンズアセンブリであって、
正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、前記レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、前記レンズ中の前記物体側に最も近い前記レンズは、前記物体側に面する凸面を有し、前記像側に最も近い前記レンズは、前記像側に面する凸面を有する第一レンズ群と、
負の屈折力を有し、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、前記2-2レンズは、前記像側に面する凸面を有する第二レンズ群、および、
負の屈折力を有し、3-1レンズを有し、前記3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである第三レンズ群、を有し、
前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、および、前記第三レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記2-1レンズ、および、前記2-2レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記第二レンズ群は、前記光軸に垂直な前記方向に沿って可動であり、
前記第三レンズ群は、前記光軸の方向に沿って可動であることを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項2】
レンズアセンブリであって、
正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、前記レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、前記レンズ中の前記物体側に最も近い前記レンズは、前記物体側に面する凸面を有し、前記像側に最も近い前記レンズは、前記像側に面する凸面を有する第一レンズ群と、
負の屈折力を有し、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、前記2-2レンズは、前記像側に面する凸面を有する第二レンズ群、および、
負の屈折力を有し、3-1レンズを有し、前記3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである第三レンズ群、を有し、
前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、および、前記第三レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記2-1レンズ、および、前記2-2レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記第一レンズ群は、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、前記1-1レンズ、前記1-2レンズ、前記1-3レンズ、前記1-4レンズ、および、前記1-5レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記1-4レンズは、負の屈折力を有し、
前記2-1レンズの物体側面の側面形状と前記1-3レンズの像側面の表面形状は異なり、前記2-1レンズの物体側面の表面形状が凸面であるとき、前記1-3レンズの像側面の表面形状は凹面であり、前記2-1レンズの物体側面の表面形状が凹面であるとき、前記1-3レンズの像側面の表面形状は凸面であることを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項3】
レンズアセンブリであって、
正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、前記レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、前記レンズ中の前記物体側に最も近い前記レンズは、前記物体側に面する凸面を有し、前記像側に最も近い前記レンズは、前記像側に面する凸面を有する第一レンズ群と、
負の屈折力を有し、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、前記2-2レンズは、前記像側に面する凸面を有する第二レンズ群、および、
負の屈折力を有し、3-1レンズを有し、前記3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである第三レンズ群、を有し、
前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、および、前記第三レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記2-1レンズ、および、前記2-2レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記第一レンズ群は、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、
前記3-1レンズは、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面する凹面を有し、
前記1-1レンズ、前記1-2レンズ、前記1-3レンズ、前記1-4レンズ、および、前記1-5レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列されることを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項4】
レンズアセンブリであって、
正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、前記レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、前記レンズ中の前記物体側に最も近い前記レンズは、前記物体側に面する凸面を有し、前記像側に最も近い前記レンズは、前記像側に面する凸面を有する第一レンズ群と、
負の屈折力を有し、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、前記2-2レンズは、前記像側に面する凸面を有する第二レンズ群、および、
負の屈折力を有し、3-1レンズを有し、前記3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである第三レンズ群、を有し、
前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、および、前記第三レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記2-1レンズ、および、前記2-2レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記第一レンズ群は、1-1レンズ、1-2レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、
前記1-1レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面するもう一つの凸面を有し、
前記1-2レンズは、負の屈折力を有する両凹レンズであり、且つ、前記物体側に面する凹面、および、前記像側に面するもう一つの凹面を有し、
前記1-4レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、且つ、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面する凹面を有し、
前記1-5レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面するもう一つの凸面を有し、
前記2-2レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、さらに、前記物体側に面するもう一つの凸面を有することを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項5】
レンズアセンブリであって、
正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、前記レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、前記レンズ中の前記物体側に最も近い前記レンズは、前記物体側に面する凸面を有し、前記像側に最も近い前記レンズは、前記像側に面する凸面を有する第一レンズ群と、
負の屈折力を有し、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、前記2-2レンズは、前記像側に面する凸面を有する第二レンズ群、および、
負の屈折力を有し、3-1レンズを有し、前記3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである第三レンズ群、を有し、
前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、および、前記第三レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記2-1レンズ、および、前記2-2レンズは、前記光軸に沿って、前記物体側から前記像側に順に配列され、
前記第一レンズ群は、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、
前記レンズアセンブリは、以下の条件の少なくとも一つを満たす:
0.35 ≦ fG1/f ≦ 0.45;
-0.5 ≦ fG3/f ≦ -0.4;
Vd4>Vd5;
-0.92 ≦ (1-β)×βr ≦ -0.7;
2 ≦ f/BFL ≦ 4;
2.8 ≦ TTL/LG1L ≦ 3.9;
式中、前記fG1は、前記第一レンズ群の有効焦点距離、前記fG3は、前記第三レンズ群の有効焦点距離、前記fは、前記レンズアセンブリの有効焦点距離、前記Vd4は、前記1-4レンズのアッベ数、前記Vd5は、前記1-5レンズのアッベ数、前記βは、前記第二レンズ群の倍率、前記βrは、前記第三レンズ群の倍率、前記BFLは、前記第三レンズ群中の前記像側に最も近いレンズの像側面から、像側の前記光軸に沿った間隔、前記TTLは、前記第一レンズ群中の前記物体側に最も近いレンズ中の物体側面から、像側の前記光軸に沿った間隔、前記LG1Lは、前記第一レンズ群中、前記物体側に最も近いレンズの前記物体側面から、前記第一レンズ群中の前記像側に最も近いレンズの像側面の光軸に沿った間隔であることを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項6】
前記第一レンズ群の前記レンズの少なくとも三個は、正の屈折力を有し、
前記2-1レンズの前記屈折力と前記2-2レンズの前記屈折力は反対であり、および、
前記第一レンズ群が二個のメニスカスレンズを有するとき、前記第二レンズ群は、一個のメニスカスレンズを有し、
前記第一レンズ群は、正の屈折力を有する1-3レンズであり、
前記2-1レンズは、負の屈折力を有し、
前記1-3レンズが両凸レンズであり、且つ、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面するもう一つの凸面を有するとき、前記2-1レンズは、両凹レンズで、且つ、前記物体側に面する凹面、および、前記像側に面するもう一つの凹面を有し、
前記1-3レンズが、メニスカスレンズであるとき、前記2-1レンズも、メニスカスレンズであり、
前記1-3レンズが、メニスカスレンズであるとき、前記1-3レンズは、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面する凹面を有し、
前記2-1レンズが、メニスカスレンズであるとき、前記2-1レンズは、前記物体側に面する凸面、および、前記像側に面する凹面を有する
さらに、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群間に設置される開口絞りを有し、前記レンズアセンブリは、以下の条件を満たす:
-1.2 ≦ fG2/f ≦ -0.85;
式中、前記fG2は、前記第二レンズ群の有効焦点距離、前記fは、前記レンズアセンブリの有効焦点距離であることを特徴とする請求項1~5に記載いずれのレンズアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズアセンブリ(lens assembly)に関連する。
【背景技術】
【0002】
従来の長い焦点距離のレンズアセンブリは、通常、総レンズ長さが長く、且つ、焦点距離が長くなるにつれて、振動が画質に与える影響も大きくなる。よって、光学手ブレ補正(optical image stabilization)を有して、効果的に振動を消去し、画質を改善することが必要である。従来の長い焦点距離のレンズアセンブリは、通常、光学手ブレ補正を有さず、今日の要求に符合しない。これにより、レンズアセンブリは、長い焦点距離、小型化、高解像度、光学手ブレ補正の要求を満たすために、新しい構造が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述の問題を解決するため、本発明は、レンズアセンブリを提供することを目的とする。本発明のレンズアセンブリは、総レンズ長さが短く、解像度が高く、光学手ブレ補正を有しつつ、光学性能が良好である特徴を有する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の例示的な実施形態によるレンズアセンブリは、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を有する。第一レンズ群は、正の屈折力を有し、第一レンズ群は、少なくとも四個のレンズを有し、これらのレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、これらのレンズ中、物体側に最も近いレンズは、物体側に面する凸面を有し、像側に最も近いレンズは、像側に面する凸面を有する。第二レンズ群は、負の屈折力を有し、第二レンズ群は、2-1レンズ、および、2-2レンズを有し、2-2レンズは、像側に面する凸面を有する。第三レンズ群は、負の屈折力を有し、第三レンズ群は、3-1レンズを有し、3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第一、第二、および、第三レンズ群は、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列される。2-1レンズ、および、2-2レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列される。
【0005】
第二レンズ群は、光軸に垂直な方向に沿って移動して、光学手ブレ補正を達成し、および、第三レンズ群は、光軸の方向に沿って移動して、焦点調整することができる。
【0006】
第一レンズ群のレンズ中、少なくとも三個のレンズは、正の屈折力を有し、2-1レンズの屈折力は、2-2レンズの屈折力と反対である。第一レンズ群が、二個のメニスカスレンズを有するとき、第二レンズ群は、一個のメニスカスレンズを有する。
【0007】
第一レンズ群は、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列され、1-4レンズは、負の屈折力を有し、および、2-1レンズの物体側面の側面形状と1-3レンズの像側面の表面形状は異なり、2-1レンズの物体側面の表面形状が、凸面であるとき、1-3レンズの像側面の表面形状は、凹面であり、2-1レンズの物体側面の表面形状が、凹面であるとき、1-3レンズの像側面の表面形状は、凸面である。
【0008】
第一レンズ群は、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、3-1レンズは、物体側に面する凸面、および、像側に面する凹面を有し、および、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズは、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列される。
【0009】
1-3レンズは正の屈折力を有し、2-1レンズは負の屈折力を有し、1-3レンズが両凸レンズで、且つ、物体側に面する凸面、および、像側に面するもう一つの凸面を有するとき、2-1レンズは両凹レンズで、且つ、物体側に面する凹面、および、像側に面するもう一つの凹面を有し、および、1-3レンズがメニスカスレンズであるとき、2-1レンズもメニスカスレンズである。
【0010】
1-3レンズがメニスカスレンズであるとき、1-3レンズは、物体側に面する凸面、および、像側に面する凹面を有し、および、2-1レンズが、メニスカスレンズであるとき、2-1レンズは、物体側に面する凸面、および、像側に面する凹面を有する。
【0011】
1-1レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、物体側に面する凸面、および、像側に面するもう一つの凸面を有し、1-2レンズは、負の屈折力を有する両凹レンズであり、且つ、物体側に面する凹面、および、像側に面するもう一つの凹面を有し、1-4レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、且つ、物体側に面する凸面、および、像側に面する凹面を有し、1-5レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、物体側に面する凸面、および、像側に面するもう一つの凸面を有し、および、2-2レンズは、正の屈折力を有する両凸レンズであり、且つ、さらに、物体側に面する凸面を有する。
【0012】
本発明のレンズアセンブリは、さらに、第一レンズ群と第二レンズ群間に、開口絞りを設置することができる。
【0013】
レンズアセンブリは、以下の少なくとも一つの条件を満たす:0.35 ≦ fG1/f ≦ 0.45;-1.2≦fG2/f≦-0.85;-0.5≦fG3/f ≦-0.4;Vd4>Vd5;-0.92≦(1-β)×βr≦-0.7;2≦f/BFL ≦ 4;2.8≦TTL/LG1L ≦ 3.9;fG1は、第一レンズ群の有効焦点距離、fG2は、第二レンズ群の有効焦点距離、fG3は、第三レンズ群の有効焦点距離、fは、レンズアセンブリの有効焦点距離、Vd4は、1-4レンズのアッベ数、Vd5は、1-5レンズのアッベ数、βは、第二レンズ群の倍率、βrは、第三レンズ群の倍率、BFLは、第三レンズ群中の像側に最も近い3-1レンズの像側面から、像側の光軸に沿った間隔、TTLは、第一レンズ群中の物体側に最も近いレンズの物体側面から、像側の光軸に沿った間隔、LG1Lは、第一レンズ群中、物体側に最も近いレンズの物体側面から、第一レンズ群中の像側に最も近いレンズの像側面の光軸の間隔である。
【0014】
本発明の上述の目的、特徴、および、長所をさらに分かりやすくするため、以下の実施形態と添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【発明の効果】
【0015】
本発明のレンズアセンブリは、総レンズ長さが短く、解像度が高く、光学手ブレ補正を有しつつ、光学性能が良好である特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリのレンズ配置と光路を示す図である。
図2】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリの縦収差(longitudinal aberration)を示す図である。
図3】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリの像面湾曲(field curvature)である。
図4】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリの歪み(distortion)である。
図5】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリのラテラルカラ-(lateral color)を示す図である。
図6】本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリの横方向のレイファンプロット(transverse ray fan plot)である。
図7】本発明の好ましい第二実施形態によるレンズアセンブリのレンズ配置と光路を示す図である。
図8】本発明の好ましい第二実施形態によるのレンズアセンブリの縦収差を示す図である。
図9】本発明の好ましい第二実施形態によるのレンズアセンブリの像面湾曲を示す図である。
図10】本発明の好ましい第二実施形態によるのレンズアセンブリの歪みを示す図である。
図11】本発明の好ましい第二実施形態によるのレンズアセンブリのラテラルカラ-を示す図である。
図12】本発明の好ましい第二実施形態によるのレンズアセンブリの横方向のレイファンプロットである。
図13】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリのレンズ配置と光路を示す図である。
図14】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリの縦収差を示す図である。
図15】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリの像面湾曲を示す図である。
図16】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリの歪みを示す図である。
図17】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリのラテラルカラ-を示す図である。
図18】本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリの横方向のレイファンプロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、レンズアセンブリを提供する。第一実施形態のレンズアセンブリは、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を有する。この第一レンズ群は、正の屈折力を有し、少なくとも四個のレンズを有し、少なくとも四個のレンズは、正の屈折力、あるいは、負の屈折力であるが、全部が負であることは不可であり、少なくとも四個のレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に配列される。少なくとも四個のレンズ中、物体側に最も近いレンズは、物体側に面する凸面を有し、画質を確保し、且つ、凹面、凸面、あるいは、像側に面する平面を有する。少なくとも四個のレンズ中、像側に最も近いレンズは、像側に面する凸面を有し、画質を確保し、且つ、凹面、凸面、あるいは、物体側に面する平面を有する。四個のレンズ中の残りの二個は、両凸レンズ、両凹レンズ、メニスカスレンズ、平凸レンズ、あるいは、平凹レンズである。第二レンズ群は、負の屈折力を有し、二個のレンズは、負の屈折率、あるいは、正の屈折率の2-1レンズ、および、2-2レンズを有するが、二個ともが、正の屈折力は不可である。2-2レンズは、像側に面する凸面を有し、画質を確保し、且つ、凹面、凸面、あるいは、物体側に面する平面を有し、2-1レンズは、両凸レンズ、両凹レンズ、メニスカスレンズ、平凸レンズ、あるいは、平凹レンズである。第三レンズ群は、負の屈折力を有する。第三レンズ群は、3-1レンズを有し、この3-1レンズは、負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群は、光軸に沿って、物体側から像側に順に配列される。上記の実施形態は、基本機能を達成することができる。
【0018】
本発明は、第二実施形態のレンズアセンブリを提供し、第一実施形態と異なるのは、第二レンズ群は、光軸に垂直な方向に沿って移動して、光学手ブレ補正を実行することができ、且つ、第二レンズ群は、二個のレンズを有するので、手ブレ防止時に、よい画質を維持することである。第三レンズ群は、光軸の方向に沿って移動して、焦点調整することができ、且つ、第三レンズ群は、負の屈折力であるので、焦点調整時、総レンズ長さを減少させる。
【0019】
本発明は、第三実施形態のレンズアセンブリを提供し、第二実施形態と異なるのは、第一レンズ群は、正の屈折力を有する少なくとも三個のレンズ、および、負の屈折力を有する一個のレンズを有することである。2-1レンズの屈折力は、2-2レンズの屈折力と反対である。第一レンズ群が、二個のメニスカスレンズを有するとき、第二レンズ群は、メニスカスレンズを有する。
【0020】
本発明は、第四実施形態のレンズアセンブリを提供し、第一実施形態と異なるのは、第一レンズ群が、1-1レンズ、1-2レンズ、1-3レンズ、1-4レンズ、および、1-5レンズを有し、1-3レンズの像側面の表面形状は、2-1レンズの物体側面の側面形状と異なり、2-1レンズの物体側面の表面形状が、凸面であるとき、1-3レンズの像側面の表面形状は、凹面であり、2-1レンズの物体側面の表面形状が、凹面であるとき、1-3レンズの像側面の表面形状は、凸面であることである。
【0021】
本発明は、第五実施形態のレンズアセンブリを提供する。表1、表2、表4、表5、表7、および、表8を参照すると、表1、表4、および、表7は、それぞれ、本発明の好ましい第一、第二、および、第三実施形態の各レンズの相関パラメ-タ表であり、表2、表5、および、表8は、それぞれ、表1、表4、および、表7中の非球面レンズの非球面表面の相関パラメ-タ表である。
【0022】
図1図7、および、図13は、それぞれ、本発明の好ましい第一、第二、および、第三実施形態のレンズアセンブリのレンズ配置、および、光路を示す図である。レンズアセンブリ1は、第一レンズ群LG11、絞りST1、第二レンズ群LG12、および、第三レンズ群LG13を有し、第一レンズ群LG11、絞りST1、第二レンズ群LG12、および、第三レンズ群LG13は、光軸OA1に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG11は、正の屈折力を有し、且つ、1-1レンズL11、1-2レンズL12、1-3レンズL13、1-4レンズL14、および、1-5レンズL15を有する。第二レンズ群LG12は、負の屈折力を有し、且つ、2-1レンズL16、および、2-2レンズL17を有する。第三レンズ群LG13は、負の屈折力を有し、且つ、3-1レンズL18を有する。レンズアセンブリ2は、第一レンズ群LG21、絞りST2、第二レンズ群LG22、および、第三レンズ群LG23を有し、第一レンズ群LG21、絞りST2、第二レンズ群LG22、および、第三レンズ群LG23は、光軸OA2に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG21は、正の屈折力を有し、且つ、1-1レンズL21、1-2レンズL22、1-3レンズL23、1-4レンズL24、および、1-5レンズL25を有する。第二レンズ群LG22は、負の屈折力を有し、且つ、2-1レンズL26、および、2-2レンズL27を有する。第三レンズ群LG23は、負の屈折力を有し、且つ、3-1レンズL28を有する。レンズアセンブリ3は、第一レンズ群LG31、絞りST3、第二レンズ群LG32、および、第三レンズ群LG33を有し、第一レンズ群LG31、絞りST3、第二レンズ群LG32、および、第三レンズ群LG33は、光軸OA3に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG31は、正の屈折力を有し、且つ、1-1レンズL31、1-2レンズL32、1-3レンズL33、1-4レンズL34、および、1-5レンズL35を有する。第二レンズ群LG32は、負の屈折力を有し、且つ、2-1レンズL36、および、2-2レンズL37を有する。第三レンズ群LG33は、負の屈折力を有し、且つ、3-1レンズL38を有する。
【0023】
1-1レンズL11、L21、L31は、正の屈折力を有する両凸レンズであり、ガラス材質で形成され、その物体側面S11、S21、S31、および、像側面S12、S22、S32は、皆、凸面であり、且つ、皆、球面表面である。1-2レンズL12、L22、L32は、負の屈折力を有する両凹レンズであり、ガラス材質で形成され、その物体側面S12、S22、S32、および、像側面S13、S23、S33は、皆、凹面であり、且つ、皆、球面表面である。1-3レンズL13、L23、L33は、正の屈折力を有し、ガラス材質で形成され、その物体側面S14、S24、S34は凸面で、物体側面S14、S24、S34、および、像側面S15、S25、S35は、皆、球面表面である。1-4レンズL14、L24、L34は、負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その物体側面S16、S26、S36は凸面、像側面S17、S27、S37は凹面、物体側面S16、S26、S36は非球面表面、像側面S17、S27、S37は球面表面である。1-5レンズL15、L25、L35は、正の屈折力を有する両凸レンズであり、プラスチック材料で形成され、その物体側面S18、S28、S38、および、像側面S19、S29、S39は凸面、物体側面S18、S28、S38は非球面表面、像側面S19、S29、S39は、球面表面である。2-1レンズL16、L26、l36は、負の屈折力を有し、プラスチック材料で形成され、その像側面S112、S212、S312は凹面、物体側面S111、S211、S311は非球面表面、像側面S112、S212、S312は球面表面である。2-2レンズL17、L27、L37は、正の屈折力を有する両凸レンズであり、プラスチック材料で形成され、その物体側面S113、S213、S313は凸面、且つ、非球面表面、像側面S114、S214、S314は凸面、且つ、球面表面である。3-1レンズL18、L28、L38は、負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その物体側面S115、S215、S315は凸面、像側面S116、S216、S316は凹面、物体側面S115、S215、S315、および、像側面S116、S216、S316は両方とも、球面表面である。1-1レンズL11、L21、L31、および、1-2レンズL12、L22、L32は、セメントで固定される、あるいは、両レンズ間に空気ギャップがなく、且つ、その他の実施形態において、セメントで固定されたレンズは、正の屈折力を有する単一のレンズでもよい。第二レンズ群LG12は、光軸OA1に垂直な方向に沿って移動して、光学手ブレ補正を実行することができ、且つ、第二レンズ群LG12のレンズは、プラスチック材料で形成され、これにより、重量を減少させるとともに、反応速度を増加させる。第三レンズ群LG13は、光軸OA1の方向に沿って移動して、焦点調整する。1-1レンズの物体側面の表面形状、および、1-5レンズの像側面の表面形状は、効果的に、画質を確保することができる。1-1レンズの像側面の表面形状は、効果的に、色収差を改善することができる。2-1レンズの物体側面の表面形状、および、2-2レンズの像側面の表面形状は、効果的に、手ブレ防止機能を確保することができる。1-3レンズの像側面の表面形状は、2-1レンズの物体側面の表面形状と異なり、効果的に、画質を確保することができる。
【0024】
上記の設計は、効果的に、総レンズ長さを短縮し、効果的に、解像度を増加させ、効果的に、色収差と収差、および、手ブレ防止機能を修正することができる。このほか、レンズアセンブリは、以下の条件の少なくとも一つを満たして、上記の機能を最適化することができる:
【0025】
0.35 ≦ fG1/f ≦ 0.45; (1)
【0026】
-1.2 ≦ fG2/f ≦ -0.85; (2)
【0027】
-0.5 ≦ fG3/f ≦ -0.4; (3)
【0028】
Vd4>Vd5; (4)
【0029】
-0.92 ≦ (1-β)×βr ≦ -0.7; (5)
【0030】
2 ≦ f/BFL ≦ 4; (6)
【0031】
2.8 ≦ TTL/LG1L ≦ 3.9; (7)
【0032】
式中、fG1は第一レンズ群の有効焦点距離、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第一レンズ群LG11、LG21、LG31の有効焦点距離、fG2は第二レンズ群の有効焦点距離、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第二レンズ群LG12、LG22、LG32の有効焦点距離、fG3は第三レンズ群の有効焦点距離、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第三レンズ群LG13、LG23、LG33の有効焦点距離、fはレンズアセンブリの有効焦点距離、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、レンズアセンブリ1、2、3の有効焦点距離、Vd4は1-4レンズのアッベ数、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、1-4レンズL14、L24、L34のアッベ数、Vd5は1-5レンズのアッベ数、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、1-5レンズL15、L25、L35のアッベ数、β は第二レンズ群の倍率、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第二レンズ群LG12、LG22、LG32の倍率、βrは第三レンズ群の倍率、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第三レンズ群LG13、LG23、LG33の倍率、BFLは3-1レンズの像側面から、像側まで、光軸に沿った間隔、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第三レンズ群LG13、LG23、LG33中の像側に最も近い3-1レンズL18、L28、L38の像側面S116、S216、S316から、像側IMA1、IMA2、IMA3の光軸OA1、OA2、OA3に沿った間隔、TTLは1-1レンズの物体側面から、像側まで、光軸に沿った間隔、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第一レンズ群LG11、LG21、LG31中の物体側に最も近い1-1レンズL11、L21、L31の物体側面S11、S21、S31から、像側IMA1、IMA2、IMA3の光軸OA1、OA2、OA3に沿った間隔、LG1Lは1-1レンズの物体側面から、1-5レンズの像側面まで、光軸に沿った間隔、例えば、好ましい第一~第三実施形態中、第一レンズ群LG11、LG21、LG31中、物体側に最も近い1-1レンズL11、L21、L31の物体側面S11、S21、S31から、第一レンズ群LG11、LG21、LG31中の像側に最も近い1-5レンズL15、L25、L35の像側面S19、S29、S39の光軸OA1、OA2、OA3の間隔である。上記の倍率は、入射ビ-ム角度のTan(θ1)を、出力ビ-ム角度のTan(θ2)で割ったものを指し、θ1は入射ビ-ム角度、θ2は出力ビ-ム角度、第二レンズ群の倍率を例とすると、Tan(θ1)の測定方法は、コリメ-ト光を、第二レンズ群の前のレンズ群に通過させ、コリメ-ト光に相対するレンズ群のもう一側は、半径が所定長さの遮光板 (あるいは、開口絞り)を設置し、その後、光が、遮光板を通過後の焦点から、遮光板までの距離を測定し、Tan(θ1)は、遮光板の半径を、焦点から遮光板の距離で割ったものに等しい。Tan(θ2)の測定方法は、遮光板が、コリメ-ト光に相対する第二レンズ群のもう一側に設置されることを除いて、上記と同じである。つまり、コリメ-ト光は、まず第二レンズ群の前のレンズ群を通過し、その後、第二レンズ群と遮光板を通過して、焦点から遮光板の距離を測定し、Tan(θ2) は、遮光板の半径を、焦点から遮光板の距離で割ったものに等しい。
【0033】
条件(1):0.35 ≦ fG1/f ≦ 0.45が満たされるとき、レンズアセンブリは、効果的に、小型化の目的を達成する。条件(2):-1.2 ≦ fG2/f ≦ -0.85が満たされるとき、手ブレ防止レンズ群の移動量が、効果的、且つ、精確に制御される。条件(3):-0.5 ≦ fG3/f ≦ -0.4が満たされるとき、焦点レンズ群の移動が、効果的、且つ、精確に制御される。条件(4):Vd4>Vd5が満たされるとき、色収差が、効果的に減少する。条件(5):-0.92 ≦ (1-β)×βr ≦ -0.7が満たされるとき、光学手ブレ補正が効果的に改善される。条件(6):2 ≦ f/BFL ≦ 4が満たされるとき、ゴ-スト像は、効果的に減少する。条件(7):2.8 ≦ TTL/LG1L ≦ 3.9が満たされるとき、総レンズ長さは、効果的に短縮される。
【0034】
本発明の好ましい第一実施形態によるレンズアセンブリの詳細な記述は以下のようである。図1を参照すると、レンズアセンブリ1は、第一レンズ群LG11、絞りST1、第二レンズ群LG12、および、第三レンズ群LG13を有する。第一レンズ群LG11、絞りST1、第二レンズ群LG12、および、第三レンズ群LG13は、光軸OA1に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG11は、1-1レンズL11、1-2レンズL12、1-3レンズL13、1-4レンズL14、および、1-5レンズL15を有する。1-1レンズL11、1-2レンズL12、1-3レンズL13、1-4レンズL14、および、1-5レンズL15は、光軸OA1に沿って、物体側から像側に順に配列される。第二レンズ群LG12は、2-1レンズL16、および、2-2レンズL17を有する。2-1レンズL16、および、2-2レンズL17は、光軸OA1に沿って、物体側から像側に順に配列される。第三レンズ群LG13は、3-1レンズL18を有する。操作時、物体側からの光線は、最後に、像面IMA1上で結像される。
【0035】
実施方式中の第五~第八段落によると:1-3レンズL13は両凸レンズ、その像側面S15は凸面である;1-4レンズL14は、プラスチック材料で形成される;2-1レンズL16は両凹レンズ、その物体側面S111は凹面である;3-1レンズL18は、ガラス材質で形成される。前述のレンズの設計により、レンズアセンブリ1は、効果的に、総レンズ長さを短縮し、効果的に解像度を増加させ、効果的に収差を修正し、効果的に、色収差を修正することができる。表1は、図1のレンズアセンブリ1の各レンズの相関パラメ-タ表である。
【0036】
【表1】
【0037】
表1の各非球面レンズの非球面表面の凹陥度zは、以下の公式により計算される:
z = ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah2+Bh4+Ch6+Dh8
【0038】
cは、曲率、hは、レンズ表面から軸までの垂直距離、kは、円錐係数(conic constant)、および、A、B、C、および、Dは、非球面係数である。
【0039】
表2は、表1各非球面レンズの非球面表面の相関パラメ-タ表であり、kは、円錐係数(conic constant)、および、A、B、C、および、Dは、非球面係数である。
【0040】
【表2】
【0041】
表3は、好ましい第一実施形態のレンズアセンブリ1の相関パラメ-タ値、および、その対応条件(1)-(7)を示す。
【0042】
【表3】
【0043】
このほか、好ましい第一実施形態のレンズアセンブリ1の光学性能は要求を満たす。図2から分かるように、縦収差は、-0.02mm~0.03mmの範囲である。図3から分かるように、像面湾曲は、-0.04mm~0.03mmの範囲である。図4から分かるように、歪みは、0%~1.5%である。図5から分かるように、ラテラルカラ-は、-1μm~0μmの範囲である。図6から分かるように、横収差は、-8μm~8μmの範囲である。好ましい第一実施形態のレンズアセンブリ1の縦収差、像面湾曲、歪み、ラテラルカラ-、横収差は、効果的に修正され、よい光学性能を得ることができることがわかる。
【0044】
本発明の好ましい第二実施形態によるレンズアセンブリの詳細な記述は、以下のようである。図7を参照すると、レンズアセンブリ2は、第一レンズ群LG21、絞りST2、第二レンズ群LG22、および、第三レンズ群LG23を有する。第一レンズ群LG21、絞りST2、第二レンズ群LG22、および、第三レンズ群LG23は、光軸OA2に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG21は、1-1レンズL21、1-2レンズL22、1-3レンズL23、1-4レンズL24、および、1-5レンズL25を有し、1-1レンズL21、1-2レンズL22、1-3レンズL23、1-4レンズL24、および、1-5レンズL25は、光軸OA2に沿って、物体側から像側に順に配列される。第二レンズ群LG22は、2-1レンズL26、および、2-2レンズL27を有し、2-1レンズL26、および、2-2レンズL27は、光軸OA2に沿って、物体側から像側に順に配列される。第三レンズ群LG23は、3-1レンズL28を有する。操作時、物体側からの光線は、最後に、像面IMA2上で結像される。
【0045】
実施方式中の第五~第八段落によると:1-3レンズL23は、メニスカスレンズ、像側面S25は、凹面である;1-4レンズL24は、ガラス材質で形成される;2-1レンズL26は、メニスカスレンズ、物体側面S211は、凸面である;3-1レンズL28は、プラスチック材料で形成される。前述のレンズの設計により、レンズアセンブリ2は、効果的に、総レンズ長さを短縮し、効果的に解像度を増加させ、効果的に収差を修正し、効果的に、色収差を修正することができる。表4は、図7のレンズアセンブリ2の各レンズの相関パラメ-タ表である。
【0046】
【表4】
【0047】
表4中、非球面レンズの非球面表面の凹陥度zの定義は、表1と同じなので、ここで詳述しない。表5は、表4中の非球面レンズの非球面表面の相関パラメ-タ表である。
【0048】
【表5】
【0049】
表6は、好ましい第二実施形態のレンズアセンブリ2の相関パラメ-タ値、および、その対応条件(1)-(7)の計算値である。
【0050】
【表6】
【0051】
このほか、好ましい第二実施形態のレンズアセンブリ2の光学性能は、要求を満たす。図8から分かるように、縦収差は、-0.01mm~0.04mmの範囲である。図9から分かるように、像面湾曲は、-0.03mm~0.04mmの範囲である。図10から分かるように、歪みは、0%~1.5%である。図11から分かるように、ラテラルカラ-は、-1μm~0μmの範囲である。図12から分かるように、横収差は、-8μm~8μmである。好ましい第二実施形態のレンズアセンブリ2の縦収差、像面湾曲、歪み、ラテラルカラ-、および、横収差が、効果的に修正され、よい光学性能を得ることができることがわかる。
【0052】
本発明の好ましい第三実施形態によるレンズアセンブリの詳細な記述は以下のようである。図13を参照すると、レンズアセンブリ3は、第一レンズ群LG31、絞りST3、第二レンズ群LG32、および、第三レンズ群LG33を有し、第一レンズ群LG31、絞りST3、第二レンズ群LG32、および、第三レンズ群LG33は、光軸OA3に沿って、物体側から像側に順に配列される。第一レンズ群LG31は、1-1レンズL31、1-2レンズL32、1-3レンズL33、1-4レンズL34、および、1-5レンズL35を有し、1-1レンズL31、1-2レンズL32、1-3レンズL33、1-4レンズL34、および、1-5レンズL35は、光軸OA3に沿って、物体側から像側に順に配列される。第二レンズ群LG32は、2-1レンズL36、および、2-2レンズL37を有し、2-1レンズL36、および、2-2レンズL37は、光軸OA3に沿って、物体側から像側に配列される。第三レンズ群LG33は、3-1レンズL38を有する。操作時、物体側からの光線は、最後に、像面IMA3上で結像される。
【0053】
実施方式中の第五~第八段落によると:1-3レンズL33は、メニスカスレンズであり、その像側面S35は凹面である;1-4レンズL34は、プラスチック材料で形成される;2-1レンズL36は、メニスカスレンズであり、その物体側面S311は、凸面である;3-1レンズL38は、ガラス材質で形成される。前述のレンズの設計により、レンズアセンブリ3は、効果的に、総レンズ長さを短縮し、効果的に解像度を増加させ、効果的に収差を修正し、効果的に、色収差を修正することができる。表7は、図13のレンズアセンブリ3の各レンズの相関パラメ-タ表である。
【0054】
【表7】
【0055】
表7中、非球面レンズの非球面表面の凹陥度 zの定義は、表1と同じなので、ここで詳述しない。表8は、表7中の非球面レンズの非球面表面の相関パラメ-タ表である。
【0056】
【表8】
【0057】
表9は、好ましい第三実施形態のレンズアセンブリ3の相関パラメ-タ値、および、その対応条件(1)-(7)の計算値である。
【0058】
【表9】
【0059】
このほか、好ましい第三実施形態のレンズアセンブリ3の光学特性も、要求に符合する。図14から分かるように、縦収差は、-0.01mm~0.03mmの範囲である。図15から分かるように、像面湾曲は、-0.02mm~0.03mmの範囲である。図16から分かるように、歪みは、0%~1.5%である。図17から分かるように、ラテラルカラ-は、-1μm~0μmの範囲である。図18から分かるように、横収差は、-8μm~8μmの範囲である。好ましい第三実施形態のレンズアセンブリの縦収差、像面湾曲、歪み、ラテラルカラ-、および、横収差が、効果的に修正され、よい光学性能を得ることができることがわかる。
【0060】
上記すべての実施形態におけるレンズの素材は、上記すべての効果を達成するに好ましい。
【0061】
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、該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができる。
【符号の説明】
【0062】
1、2、3…レンズアセンブリ
LG11、LG21、LG31…第一レンズ群
LG12、LG22、LG32…第二レンズ群
LG13、LG23、LG33…第三レンズ群
IMA1、IMA2、IMA3…像面
OA1、OA2、OA3…光軸
L11、L21、L31…1-1レンズ
L12、L22、L32…1-2レンズ
L13、L23、L33…1-3レンズ
L14、L24、L34…1-4レンズ
L15、L25、L35…1-5レンズ
L16、L26、L36…2-1レンズ
L17、L27、L37…2-2レンズ
L18、L28、L38…3-1レンズ
ST1、ST2、ST3…絞り
S11、S21、S31…1-1レンズ物体側面
S12、S22、S32…1-2レンズ物体側面
S14、S24、S34…1-3レンズ物体側面
S16、S26、S36…1-4レンズ物体側面
S18、S28、S38…1-5レンズ物体側面
S111、S211、S311…2-1レンズ物体側面
S113、S213、S313…2-2レンズ物体側面
S115、S215、S315…3-1レンズ物体側面
S12、S22、S32…1-1レンズ像側面
S13、S23、S33…1-2レンズ像側面
S15、S25、S35…1-3レンズ像側面
S17、S27、S37…1-4レンズ像側面
S19、S29、S39…1-5レンズ像側面
S112、S212、S312…2-1レンズ像側面
S114、S214、S314…2-2レンズ像側面
S116、S216、S316…3-2レンズ像側面
S110、S210、S310…絞り面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18