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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-12
(54)【発明の名称】大きなセンサフォーマットのための小さな総トラック長
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220804BHJP
【ＦＩ】
G02B13/00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022511039
(86)(22)【出願日】2020-07-22
(85)【翻訳文提出日】2022-04-15
(86)【国際出願番号】 IB2020056923
(87)【国際公開番号】W WO2021033047
(87)【国際公開日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】62/889,633
(32)【優先日】2019-08-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515347201
【氏名又は名称】コアフォトニクス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】ラドニック，ロイ
(72)【発明者】
【氏名】ドロアー，ミカエル
(72)【発明者】
【氏名】ゴールデンバーグ，エプライム
【テーマコード（参考）】
2H087
【Ｆターム（参考）】
2H087KA01
2H087LA01
2H087PA07
2H087PA17
2H087PB07
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA45
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】
物体側から像側へ、Ｌ１～Ｌ７と番号付けられた７つのレンズ素子；光学窓；および、センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサ、を備える複数のレンズアセンブリである。当該レンズアセンブリの一例は、前記光学窓を含む総トラック長ＴＴＬ、有効焦点距離ＥＦＬおよび視野（ＦＯＶ）を有し、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１００であり、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６４であり、ＦＯＶ＜９０度であり、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも３つのレンズ素子の正規化厚さ標準偏差定数Ｔ＿ＳＴＤおよび中心厚ＣＴは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．０６５に従い、レンズ素子Ｌ１の焦点距離ｆ１は、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９５を満たす。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へ、ａ）Ｌ１～Ｌ７と番号付けられた７つのレンズ素子；
ｂ）光学窓；および
ｄ）センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサ、
を備えるレンズアセンブリであって、
前記レンズアセンブリは、前記光学窓を含む総トラック長ＴＴＬ、有効焦点距離ＥＦＬおよび視野（ＦＯＶ）＜９０度を有し、
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１００であり、
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６４であり、
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも３つのレンズ素子の正規化厚さ標準偏差定数Ｔ＿ＳＴＤおよび中心厚ＣＴは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．０６５に従い、
レンズ素子Ｌ１の焦点距離ｆ１は、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９５を満たす、レンズアセンブリ。
【請求項2】
Ｄ／２は、開口半径であり、ｚ（０．８５＊Ｄ／２）からｚ（Ｄ／２）までのｚ（ｒ）の符号は、Ｌ１の表面ＬＯ１、表面ＬＩ１およびＬ２の表面ＬＯ２、表面ＬＩ２については正であり、かつ、Ｌ４の表面ＬＯ４、表面ＬＩ４、Ｌ５の表面ＬＯ５、表面ＬＩ５、Ｌ６の表面ＬＯ６、表面ＬＩ６およびＬ７の表面ＬＯ７、表面ＬＩ７については負である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項3】
各素子は、クリアアパーチャ（ＣＡ）を有し、レンズ素子Ｌ３またはＬ４のＣＡは、前記レンズアセンブリにおけるすべてのＣＡのうちで最小である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項4】
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０９０である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項5】
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０８３である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項6】
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６３である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項7】
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６１である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項8】
レンズ素子Ｌ１は、前記物体側に凸である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項9】
複数の前記レンズ素子は、レンズ素子Ｌ１から開始して、正‐負‐正‐負‐正‐正‐負のパワー符号配列を有する、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項10】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも６つのレンズ素子の前記ＣＴは、ＣＴ／ＴＴＬ＜０．０７に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項11】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．１１に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項12】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．１０に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項13】
Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．０５である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項14】
ｆ１／ＥＦＬ＜０．９である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項15】
ｆ１／ＥＦＬ＜０．８５である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項16】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞４．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項17】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞６．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項18】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞８．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項19】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞１５．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項20】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞３０．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項21】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞４５．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項22】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１５に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項23】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項24】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００７に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項25】
ＳＤＬ＝１２ｍｍであり、かつ、ＦＯＶ＜８２．１度である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２０１９年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８９，６３３号からの優先権の利益を主張する。その全体が、参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０１９年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８９，６３３号からの優先権の利益を主張する。その全体が、参照により本明細書に援用される。
【0002】
本明細書に開示の実施形態は、光学レンズに関する。本明細書に開示の実施形態は、より詳細には、小型レンズアセンブリに関する。
【背景技術】
【0003】
デジタルカメラモジュールは、さまざまなホストデバイスにおいて現在、標準的である。かかるホストデバイスには、携帯電話（スマートフォン）、携帯情報端末（personal data assistants：ＰＤＡｓ）、コンピュータ等が含まれる。特に、スマートフォンのカメラには、良質の撮像のための、かかるカメラのイメージセンサのサイズに対して小さな総トラック長（total track length：ＴＴＬ）を有する、コンパクトな撮像レンズ系が必要とされる。イメージセンサのサイズは常に、センサ対角線ＳＤＬで表すことができる。
【発明の概要】
【0004】
さまざまな例示的な実施形態において、物体側から像側へ、Ｌ１～Ｌ７と番号付けられた７つのレンズ素子；光学窓；および、センサ対角線長（sensor diagonal length：ＳＤＬ）を有するイメージセンサ、を備える、複数のレンズアセンブリが開示される。当該レンズアセンブリの一例は、前記光学窓を含む総トラック長（total track length）ＴＴＬ、有効焦点距離（effective focal length：ＥＦＬ）および視野（field of view：ＦＯＶ）を有し、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１００であり、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６４であり、ＦＯＶ＜９０度であり、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも３つのレンズ素子の正規化厚さ標準偏差定数（normalized thickness standard deviation constant）Ｔ＿ＳＴＤおよび中心厚（central thickness：ＣＴ）は、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．０６５に従い、レンズ素子Ｌ１の焦点距離ｆ１は、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９５を満たす。
【0005】
一実施形態では、Ｄ／２は、開口半径（aperture radius）であり、ｚ（０．８５＊Ｄ／２）からｚ（Ｄ／２）までのｚ（ｒ）の符号は、Ｌ１の表面ＬＯ１、表面ＬＩ１およびＬ２の表面ＬＯ２、表面ＬＩ２については正であり、かつ、Ｌ４の表面ＬＯ４、表面ＬＩ４、Ｌ５の表面ＬＯ５、表面ＬＩ５、Ｌ６の表面ＬＯ６、表面ＬＩ６およびＬ７の表面ＬＯ７、表面ＬＩ７については負である。
【0006】
いくつかの実施形態では、各素子は、クリアアパーチャ（clear aperture：ＣＡ）を有し、レンズ素子Ｌ３またはＬ４のＣＡは、前記レンズアセンブリにおけるすべてのＣＡのうちで最小である。
【0007】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０９０である。
【0008】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０８３である。
【0009】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６３である。
【0010】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６１である。
【0011】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１は、前記物体側に凸である。
【0012】
いくつかの実施形態では、複数の前記レンズ素子は、レンズ素子Ｌ１から開始して、正‐負‐正‐負‐正‐正‐負のパワー符号配列を有する。
【0013】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも６つのレンズ素子の前記ＣＴは、ＣＴ／ＴＴＬ＜０．０７に従う。
【0014】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．１１に従う。
【0015】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．１０に従う。
【0016】
いくつかの実施形態では、Ｔ＿ＳＴＤ／ＣＴ＜０．０５である。
【0017】
いくつかの実施形態では、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９である。
【0018】
いくつかの実施形態では、ｆ１／ＥＦＬ＜０．８５である。
【0019】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞４．０を満たす。
【0020】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞６．０を満たす。
【0021】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞８．０を満たす。
【0022】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞１５．０を満たす。
【0023】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞３０．０を満たす。
【0024】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞４５．０を満たす。
【0025】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１５に従う。
【0026】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１に従う。
【0027】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００７に従う。
【0028】
いくつかの実施形態では、ＳＤＬ＝１２ｍｍであり、かつ、ＦＯＶ＜８２．１度である。
【0029】
本明細書に開示の実施形態の非限定例は、この段落の後に列挙される本明細書に添付の図面を参照して、以下に説明される。２つ以上の図に現れる同一の構造、要素または部分は、概して、それらが現れるすべての図面において、同じ数字でラベル付けされる。図面および説明は、本明細書に開示の実施形態を明確にすることを意図するものであり、決して限定するものとみなされるべきではない。図面において：
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本明細書に開示のレンズアセンブリの例示的な一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0031】
図１は、本明細書に開示され、１００と番号付けられた光学レンズ系の一実施形態を示す。実施形態１００は、共通の光軸１０２を有する複数のレンズ素子（ここでは例示的に７つのレンズ素子が、Ｌ１～Ｌ７と番号付けられている）を、物体側から像側へ順に備える。レンズは、Ｓ１と印された３つの開口絞りと、２つのブロッキング表面Ｓ８およびＳ９と、をさらに備える。レンズ素子表面は、「Ｓｉ」と印されている。Ｓ２は、第１のレンズ素子Ｌ１の物体側表面を印しており、Ｓ１８は、レンズ素子Ｌ７の像側表面を印している。レンズ１００は、表面Ｓ１８と物体の結像のためのイメージセンサ１０６との間に配置された任意選択的なガラス窓１０４をさらに備える。イメージセンサ１０６は、イメージセンサ対角線ＳＤＬにより特徴付けられるサイズを有する。
【0032】
ＴＴＬは、Ｓ１からイメージセンサまでの距離として定義される。図１はまた、後方焦点距離（back focal length：ＢＦＬ）を示す。ＢＦＬは、最後のレンズ素子の最後の表面Ｓ２Ｎからイメージセンサまでの距離として定義される。
【0033】
便宜上、以下に提示されるいくつかの等式および関係式において、レンズ素子表面はまた、レンズ素子番号ｉの物体側表面上を「ＬＯｉ」、レンズ素子番号ｉの像側表面上を「ＬＩｉ」と印されている。
【0034】
（表面タイプ）
表面タイプを表１に定め、表面に関する諸係数を表２に示す：
ａ）プラノ：平面、曲率なし、
ｂ）Ｑタイプ１（ＱＴ１）表面サグ式（sag formula）：
表面タイプを表１に定め、表面に関する諸係数を表２に示す：
ａ）プラノ：平面、曲率なし、
ｂ）Ｑタイプ１（ＱＴ１）表面サグ式（sag formula）：
【0035】
【数1】
【0036】
ここで、｛ｚ、ｒ｝は、標準円筒極座標、ｃは、表面の近軸曲率、ｋは、円錐パラメータである。ｒｎｏｒｍは一般に、表面のクリアアパーチャの半分である。Ａｎは、レンズデータ表に示される多項式係数である。ｚ－軸は像に向かって正である。
【0037】
本明細書において、用語「ＲＭＯｉ」とは、表面ＬＯｉの開口半径を指す。用語「ＲＭＩｉ」とは、表面ＬＩｉの開口半径を指す。
【0038】
本明細書において、用語「法線厚さ（normal thickness）」（ＮＴ）は、ＮＴｉ（ｒ）と表されたｒの関数であり、あるレンズ素子の２つの表面間の、物体により近い方の表面の法線ベクトルに沿った座標ｒにおける距離を指す。法線厚さごとに、複数の関数および定数が定義される：
ｒ＝０の場合、ＮＴｉ（ｒ＝０）は、レンズ素子ｉの中心厚（central thickness：ＣＴ）（ＣＴｉ）として定義される。
ｒ＝０の場合、ＮＴｉ（ｒ＝０）は、レンズ素子ｉの中心厚（central thickness：ＣＴ）（ＣＴｉ）として定義される。
【0039】
「厚さ平均（thickness average）」（Ｔ＿ＡＶＧｉ）定数は、次式で与えられる：
【0040】
【数2】
【0041】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｎは、（この式ならびに以下の他のすべての関数および定数について）１０より大きい整数である。
【0042】
正規化厚さ標準偏差（Ｔ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
【0043】
【数3】
【0044】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｔ＿ＡＶＧｉは、（式２）のように定義される。
【0045】
本明細書において、「ギャップ（gap）」または「エアギャップ（air gap）」とは、連続するレンズ素子間の間隔を指す。ギャップごとに、複数の関数および定数が定義される：
「Ｇａｐｉ（ｒ）」関数（ｒ＝０の場合、「軸上ギャップ（on-axis gap）」ＯＡ＿Ｇａｐｉ）は、ＬＩｉに係る厚さとして定義される。
「Ｇａｐｉ（ｒ）」関数（ｒ＝０の場合、「軸上ギャップ（on-axis gap）」ＯＡ＿Ｇａｐｉ）は、ＬＩｉに係る厚さとして定義される。
【0046】
Ｇａｐｉ（ｒ）＝ＯＡ＿Ｇａｐｉ＋ＬＩｉのｚ（ｒ）－ＬＯｉ＋１のｚ（ｒ）、ここで、ｚ（ｒ）は、標準極座標ｚである。ＬＩｉのＯＡ＿Ｇａｐｉ（ｒ＝０）は、ｒ＝０に対するエアギャップであるエア厚さである。
【0047】
ギャップ平均（gap average）（Ｇ＿ＡＶＧｉ）定数は、次式で与えられる：
【0048】
【数4】
【0049】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｎは１０より大きい整数である。Ｒｍｉｎｉは、複数の表面における最小開口半径値｛ＲＭＩｉ、ＲＭＯｉ＋１｝である；
正規化ギャップ標準偏差（Ｇ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
正規化ギャップ標準偏差（Ｇ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
【0050】
【数5】
【0051】
また、Ｇ＿ＡＶＧｉは、（式４）のように定義される。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
以下の表３は、上に列挙した例に現れた設計特性およびパラメータを要約するものである。これらの特性は、大きな像高（すなわち、ＳＤＬが大きい）および小さなＦナンバー（Ｆ＃）を有するコンパクトなレンズ（すなわち、ＴＴＬが小さい）の目標を達成するのに役立つ：
【0055】
【表3】
【0056】
要約すると、本明細書に開示のさまざまなレンズアセンブリの実施形態は、上記の表に列挙される種々の設計特性およびパラメータを有するか、または上記の表に列挙される種々の設計特性およびパラメータを満たす。
【0057】
本開示は限られた数の実施形態を記載しているが、かかる実施形態の多くの変形形態、修正形態および他の応用がなされてもよいことが理解されるであろう。概して、本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとして、理解されるべきである。
【図1】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へ、ａ）Ｌ１～Ｌ７と番号付けられた７つのレンズ素子；
ｂ）光学窓；および
ｄ）センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサ、
を備えるレンズアセンブリであって、
前記レンズアセンブリは、前記光学窓を含む総トラック長ＴＴＬ、有効焦点距離ＥＦＬおよび視野（ＦＯＶ）＜９０度を有し、
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１００であり、
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６４であり、
前記７つのレンズ素子のうちの４つのレンズ素子の正規化厚さ標準偏差定数Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０３５に従い、
レンズ素子Ｌ１の焦点距離ｆ１は、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９５を満たす、レンズアセンブリ。
【請求項2】
Ｄ／２は、開口半径であり、ｚ（０．８５＊Ｄ／２）からｚ（Ｄ／２）までのｚ（ｒ）の符号は、Ｌ１の表面ＬＯ１、表面ＬＩ１およびＬ２の表面ＬＯ２、表面ＬＩ２については正であり、かつ、Ｌ４の表面ＬＯ４、表面ＬＩ４、Ｌ５の表面ＬＯ５、表面ＬＩ５、Ｌ６の表面ＬＯ６、表面ＬＩ６およびＬ７の表面ＬＯ７、表面ＬＩ７については負である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項3】
各素子は、クリアアパーチャ（ＣＡ）を有し、レンズ素子Ｌ３またはＬ４のＣＡは、前記レンズアセンブリにおけるすべてのＣＡのうちで最小である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項4】
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０９０である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項5】
ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０８３である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項6】
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６３である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項7】
ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６１である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項8】
レンズ素子Ｌ１は、前記物体側に凸である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項9】
複数の前記レンズ素子は、レンズ素子Ｌ１から開始して、正‐負‐正‐負‐正‐正‐負のパワー符号配列を有する、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項10】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも６つのレンズ素子の中心厚ＣＴは、ＣＴ／ＴＴＬ＜０．０７に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項11】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０５に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項12】
前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０６に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項13】
Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０３である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項14】
ｆ１／ＥＦＬ＜０．９である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項15】
ｆ１／ＥＦＬ＜０．８５である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項16】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞４．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項17】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞６．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項18】
レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞８．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項19】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞１５．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項20】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞３０．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項21】
レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞４５．０を満たす、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項22】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００６に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項23】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項24】
レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００７に従う、請求項１に記載のレンズアセンブリ。
【請求項25】
ＳＤＬ＝１２ｍｍであり、かつ、ＦＯＶ＜８２．１度である、請求項１に記載のレンズアセンブリ。【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２０１９年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８９，６３３号からの優先権の利益を主張する。その全体が、参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０１９年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／８８９，６３３号からの優先権の利益を主張する。その全体が、参照により本明細書に援用される。
【0002】
本明細書に開示の実施形態は、光学レンズに関する。本明細書に開示の実施形態は、より詳細には、小型レンズアセンブリに関する。
【背景技術】
【0003】
デジタルカメラモジュールは、さまざまなホストデバイスにおいて現在、標準的である。かかるホストデバイスには、携帯電話（スマートフォン）、携帯情報端末（personal data assistants：ＰＤＡｓ）、コンピュータ等が含まれる。特に、スマートフォンのカメラには、良質の撮像のための、かかるカメラのイメージセンサのサイズに対して小さな総トラック長（total track length：ＴＴＬ）を有する、コンパクトな撮像レンズ系が必要とされる。イメージセンサのサイズは常に、センサ対角線ＳＤＬで表すことができる。
【発明の概要】
【0004】
さまざまな例示的な実施形態において、物体側から像側へ、Ｌ１～Ｌ７と番号付けられた７つのレンズ素子；光学窓；および、センサ対角線長（sensor diagonal length：ＳＤＬ）を有するイメージセンサ、を備える、複数のレンズアセンブリが開示される。当該レンズアセンブリの一例は、前記光学窓を含む総トラック長（total track length）ＴＴＬ、有効焦点距離（effective focal length：ＥＦＬ）および視野（field of view：ＦＯＶ）を有し、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１００であり、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６４であり、ＦＯＶ＜９０度であり、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも４つのレンズ素子の正規化厚さ標準偏差定数（normalized thickness standard deviation constant）Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０３５に従い、レンズ素子Ｌ１の焦点距離ｆ１は、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９５を満たす。
【0005】
一実施形態では、Ｄ／２は、開口半径（aperture radius）であり、ｚ（０．８５＊Ｄ／２）からｚ（Ｄ／２）までのｚ（ｒ）の符号は、Ｌ１の表面ＬＯ１、表面ＬＩ１およびＬ２の表面ＬＯ２、表面ＬＩ２については正であり、かつ、Ｌ４の表面ＬＯ４、表面ＬＩ４、Ｌ５の表面ＬＯ５、表面ＬＩ５、Ｌ６の表面ＬＯ６、表面ＬＩ６およびＬ７の表面ＬＯ７、表面ＬＩ７については負である。
【0006】
いくつかの実施形態では、各素子は、クリアアパーチャ（clear aperture：ＣＡ）を有し、レンズ素子Ｌ３またはＬ４のＣＡは、前記レンズアセンブリにおけるすべてのＣＡのうちで最小である。
【0007】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０９０である。
【0008】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．０８３である。
【0009】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６３である。
【0010】
いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＳＤＬ＜０．６１である。
【0011】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１は、前記物体側に凸である。
【0012】
いくつかの実施形態では、複数の前記レンズ素子は、レンズ素子Ｌ１から開始して、正‐負‐正‐負‐正‐正‐負のパワー符号配列を有する。
【0013】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも６つのレンズ素子の前記ＣＴは、ＣＴ／ＴＴＬ＜０．０７に従う。
【0014】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０６に従う。
【0015】
いくつかの実施形態では、前記７つのレンズ素子のうちの少なくとも５つのレンズ素子の前記Ｔ＿ＳＴＤは、Ｔ＿ＳＴＤ＜０．０５に従う。
【0016】
いくつかの実施形態では、ｆ１／ＥＦＬ＜０．９である。
【0017】
いくつかの実施形態では、ｆ１／ＥＦＬ＜０．８５である。
【0018】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞４．０を満たす。
【0019】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞６．０を満たす。
【0020】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ５の焦点距離ｆ５は、｜ｆ５／ＥＦＬ｜＞８．０を満たす。
【0021】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞１５．０を満たす。
【0022】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞３０．０を満たす。
【0023】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ６の焦点距離ｆ６は、｜ｆ６／ＥＦＬ｜＞４５．０を満たす。
【0024】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００６に従う。
【0025】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．０１に従う。
【0026】
いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１とＬ２との間のギャップの正規化ギャップ標準偏差定数Ｇ＿ＳＴＤは、Ｇ＿ＳＴＤ＜０．００７に従う。
【0027】
いくつかの実施形態では、ＳＤＬ＝１２ｍｍであり、かつ、ＦＯＶ＜８２．１度である。
【0028】
本明細書に開示の実施形態の非限定例は、この段落の後に列挙される本明細書に添付の図面を参照して、以下に説明される。２つ以上の図に現れる同一の構造、要素または部分は、概して、それらが現れるすべての図面において、同じ数字でラベル付けされる。図面および説明は、本明細書に開示の実施形態を明確にすることを意図するものであり、決して限定するものとみなされるべきではない。図面において：
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本明細書に開示のレンズアセンブリの例示的な一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図１は、本明細書に開示され、１００と番号付けられた光学レンズ系の一実施形態を示す。実施形態１００は、共通の光軸１０２を有する複数のレンズ素子（ここでは例示的に７つのレンズ素子が、Ｌ１～Ｌ７と番号付けられている）を、物体側から像側へ順に備える。レンズは、Ｓ１と印された３つの開口絞りと、２つのブロッキング表面Ｓ８およびＳ９と、をさらに備える。レンズ素子表面は、「Ｓｉ」と印されている。Ｓ２は、第１のレンズ素子Ｌ１の物体側表面を印しており、Ｓ１８は、レンズ素子Ｌ７の像側表面を印している。レンズ１００は、表面Ｓ１８と物体の結像のためのイメージセンサ１０６との間に配置された任意選択的なガラス窓１０４をさらに備える。イメージセンサ１０６は、イメージセンサ対角線ＳＤＬにより特徴付けられるサイズを有する。
【0031】
ＴＴＬは、Ｓ１からイメージセンサまでの距離として定義される。図１はまた、後方焦点距離（back focal length：ＢＦＬ）を示す。ＢＦＬは、最後のレンズ素子の最後の表面Ｓ２Ｎからイメージセンサまでの距離として定義される。
【0032】
便宜上、以下に提示されるいくつかの等式および関係式において、レンズ素子表面はまた、レンズ素子番号ｉの物体側表面上を「ＬＯｉ」、レンズ素子番号ｉの像側表面上を「ＬＩｉ」と印されている。
【0033】
（表面タイプ）
表面タイプを表１に定め、表面に関する諸係数を表２に示す：
ａ）プラノ：平面、曲率なし、
ｂ）Ｑタイプ１（ＱＴ１）表面サグ式（sag formula）：
表面タイプを表１に定め、表面に関する諸係数を表２に示す：
ａ）プラノ：平面、曲率なし、
ｂ）Ｑタイプ１（ＱＴ１）表面サグ式（sag formula）：
【0034】
【数1】
【0035】
ここで、｛ｚ、ｒ｝は、標準円筒極座標、ｃは、表面の近軸曲率、ｋは、円錐パラメータである。ｒｎｏｒｍは一般に、表面のクリアアパーチャの半分である。Ａｎは、レンズデータ表に示される多項式係数である。ｚ－軸は像に向かって正である。
【0036】
本明細書において、用語「ＲＭＯｉ」とは、表面ＬＯｉの開口半径を指す。用語「ＲＭＩｉ」とは、表面ＬＩｉの開口半径を指す。
【0037】
本明細書において、用語「法線厚さ（normal thickness）」（ＮＴ）は、ＮＴｉ（ｒ）と表されたｒの関数であり、あるレンズ素子の２つの表面間の、物体により近い方の表面の法線ベクトルに沿った座標ｒにおける距離を指す。法線厚さごとに、複数の関数および定数が定義される：
ｒ＝０の場合、ＮＴｉ（ｒ＝０）は、レンズ素子ｉの中心厚（central thickness：ＣＴ）（ＣＴｉ）として定義される。
ｒ＝０の場合、ＮＴｉ（ｒ＝０）は、レンズ素子ｉの中心厚（central thickness：ＣＴ）（ＣＴｉ）として定義される。
【0038】
「厚さ平均（thickness average）」（Ｔ＿ＡＶＧｉ）定数は、次式で与えられる：
【0039】
【数2】
【0040】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｎは、（この式ならびに以下の他のすべての関数および定数について）１０より大きい整数である。
【0041】
正規化厚さ標準偏差（Ｔ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
【0042】
【数3】
【0043】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｔ＿ＡＶＧｉは、（式２）のように定義される。
【0044】
本明細書において、「ギャップ（gap）」または「エアギャップ（air gap）」とは、連続するレンズ素子間の間隔を指す。ギャップごとに、複数の関数および定数が定義される：
「Ｇａｐｉ（ｒ）」関数（ｒ＝０の場合、「軸上ギャップ（on-axis gap）」ＯＡ＿Ｇａｐｉ）は、ＬＩｉに係る厚さとして定義される。
「Ｇａｐｉ（ｒ）」関数（ｒ＝０の場合、「軸上ギャップ（on-axis gap）」ＯＡ＿Ｇａｐｉ）は、ＬＩｉに係る厚さとして定義される。
【0045】
Ｇａｐｉ（ｒ）＝ＯＡ＿Ｇａｐｉ＋ＬＩｉのｚ（ｒ）－ＬＯｉ＋１のｚ（ｒ）、ここで、ｚ（ｒ）は、標準極座標ｚである。ＬＩｉのＯＡ＿Ｇａｐｉ（ｒ＝０）は、ｒ＝０に対するエアギャップであるエア厚さである。
【0046】
ギャップ平均（gap average）（Ｇ＿ＡＶＧｉ）定数は、次式で与えられる：
【0047】
【数4】
【0048】
ここで、ｋは、０からＮまで走る離散変数であり、Ｎは１０より大きい整数である。Ｒｍｉｎｉは、複数の表面における最小開口半径値｛ＲＭＩｉ、ＲＭＯｉ＋１｝である；
正規化ギャップ標準偏差（Ｇ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
正規化ギャップ標準偏差（Ｇ＿ＳＴＤｉ）定数は、次式で与えられる：
【0049】
【数5】
【0050】
また、Ｇ＿ＡＶＧｉは、（式４）のように定義される。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】
【0053】
式３と表１および表２で与えられたパラメータとを使用して、以下のレンズ素子Ｌ１…Ｌ７に対するＴ＿ＳＴＤの値が計算される。
【0054】
【表3】
【0055】
式５と表１および表２で与えられたパラメータとを使用して、以下のギャップＬ１－２…Ｌ６－７に対するＧ＿ＳＴＤの値が計算される。
【0056】
【表4】
【0057】
以下の表５は、上に列挙した例に現れた設計特性およびパラメータを要約するものである。これらの特性は、大きな像高（すなわち、ＳＤＬが大きい）および小さなＦナンバー（Ｆ＃）を有するコンパクトなレンズ（すなわち、ＴＴＬが小さい）の目標を達成するのに役立つ：
【0058】
【表5】
【0059】
要約すると、本明細書に開示のさまざまなレンズアセンブリの実施形態は、上記の表に列挙される種々の設計特性およびパラメータを有するか、または上記の表に列挙される種々の設計特性およびパラメータを満たす。
【0060】
本開示は限られた数の実施形態を記載しているが、かかる実施形態の多くの変形形態、修正形態および他の応用がなされてもよいことが理解されるであろう。概して、本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとして、理解されるべきである。
【国際調査報告】