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特表2020-509417大きな絞りを有するコンパクト屈曲レンズ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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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】特表2020-509417(P2020-509417A)

(43)【公表日】2020年3月26日

(54)【発明の名称】大きな絞りを有するコンパクト屈曲レンズ

(51)【国際特許分類】

G02B 13/00 20060101AFI20200303BHJP

G02B 13/18 20060101ALI20200303BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2019-547307(P2019-547307)

(86)(22)【出願日】2018年7月22日

(85)【翻訳文提出日】2019年8月29日

(86)【国際出願番号】IB2018055450

(87)【国際公開番号】WO2019021145

(87)【国際公開日】20190131

(31)【優先権主張番号】62/535,926

(32)【優先日】2017年7月23日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(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ＨＡＲＡＫＥＮＺＯＷＯＲＬＤＰＡＴＥＮＴ＆ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ゴールデンバーグ，エプライムロバート

(72)【発明者】

【氏名】シャブタイ，ガル

(72)【発明者】

【氏名】ドロアー，マイケル

(72)【発明者】

【氏名】ラドニック，ロイ

(72)【発明者】

【氏名】バチャール，ギル

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087LA01

2H087MA06

2H087NA07

2H087PA05

2H087PA17

2H087PB05

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA13

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2H087RA05

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2H087RA42

2H087RA43

2H087RA44

2H087UA01

(57)【要約】

物体側から像側に向かって、第１光軸および第１レンズ幅Ｗ_１を有する正の第１レンズ要素Ｌ_１と、光屈曲要素と、共通の第２光軸を有する、負の第２レンズ要素Ｌ_２および複数の追加レンズ要素Ｌ_３−Ｌ_Ｎと、センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサと、を備えるレンズアセンブリであって、前記光屈曲要素は、前記第１光軸から前記第２光軸に、光を屈曲させるように構成されており、前記屈曲レンズは、光学高さＯＨを有しており、ＳＤＬ／ＯＨ＞０．７であり、ＯＨ／Ｗ_１＜１．１である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側に向かって、
ａ）第１光軸および第１レンズ幅Ｗ_１を有する、正の第１レンズ要素Ｌ_１と、
ｂ）光屈曲要素と、
ｃ）共通の第２光軸を有する、負の第２レンズ要素Ｌ_２および複数の追加レンズ要素Ｌ_３−Ｌ_Ｎと、
ｄ）センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサと、を備え、
前記光屈曲要素は、前記第１光軸から前記第２光軸に、光を屈曲させるように構成されており、前記屈曲レンズは、光学高さＯＨを有しており、ＳＤＬ／ＯＨ＞０．７であり、ＯＨ／Ｗ_１＜１．１である、屈曲レンズアセンブリ。

【請求項2】

ＳＤＬ／ＯＨ＞１である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項3】

ＯＨ／Ｗ_１＜０．９５である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項4】

前記レンズアセンブリは、後方焦点距離（ＢＦＬ）および総トラック長（ＴＴＬ）を有しており、ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．２である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項5】

前記レンズアセンブリは、後方焦点距離（ＢＦＬ）および総トラック長（ＴＴＬ）を有しており、ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．３５である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項6】

前記第１レンズ要素は、長さＡ_１を有しており、ＯＨ／Ａ_１＜１．４である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項7】

前記第１レンズ要素は、長さＡ_１を有しており、ＯＨ／Ａ_１＜１．１である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項8】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０２０の条件を満たす、少なくとも２つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項9】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０１０の条件を満たす、少なくとも２つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項10】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０３５の条件を満たす、少なくとも３つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項11】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０１５の条件を満たす、少なくとも３つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項12】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０５０の条件を満たす、少なくとも４つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項13】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０２５の条件を満たす、少なくとも４つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項14】

前記レンズアセンブリは、前記物体側から前記像側に向けて、以下の能力符号配列：ＰＮＰＰＮ；ＰＮＮＰＮ；ＰＮＮＮＰ；ＰＮＰＮＮ；およびＰＮＰＮＰのうちのいずれか１つを有する、５つのレンズ要素を含む、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項15】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０１およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／８０の条件を満たす、少なくとも１つのエアギャップを含み、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ＯＡ＿Ｇａｐは、軸上ギャップである、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項16】

前記レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０１およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／６５の条件を満たす、少なくとも１つのエアギャップを含み、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ＯＡ＿Ｇａｐは、軸上ギャップである、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項17】

前記第１レンズ要素、前記第２レンズ要素、および第３レンズ要素は、それぞれ、５０より大きく、３０より小さく、５０より大きいアッベ数を有する、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項18】

前記第２レンズ要素および第３レンズ要素は、一緒になって負の有効焦点距離を有する、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項19】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離ＥＦＬを有しており、前記第１レンズ要素は、焦点距離ｆ_１を有しており、ｆ_１／ＥＦＬ＜０．７である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項20】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離ＥＦＬを有しており、前記第１レンズ要素は、焦点距離ｆ_１を有しており、ｆ_１／ＥＦＬ＜０．６である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項21】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離ＥＦＬを有しており、前記第２レンズ要素は、焦点距離ｆ_２を有しており、｜ｆ_２／ｆ_１｜＜１である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項22】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離ＥＦＬを有しており、前記第２レンズ要素は、焦点距離ｆ_２を有しており、｜ｆ_２／ｆ_１｜＜０．７である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項23】

Ｌ_２〜Ｌ_Ｎが、円形絞りを有している、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項24】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離（ＥＦＬ）および総トラック長（ＴＴＬ）を有しており、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項25】

前記第１レンズ要素の絞りが、前記第２光軸に沿って切り取られている、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項26】

前記レンズアセンブリは、有効焦点距離ＥＦＬおよび総レンズ要素長（ＴＬＬ）を有しており、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である、請求項１に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項27】

前記第１レンズ要素は、ガラスで作製され、前記第２レンズ要素および前記複数のレンズ要素は、プラスチックで作製される、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【請求項28】

全ての前記レンズ要素がプラスチックで作製されている、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の屈曲レンズアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２０１７年７月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／５３５，９２６号の利益を主張し、この出願は、その全体が参考として本明細書に組み込まれる。

【0002】

〔分野〕
本明細書に開示される実施形態は光学レンズに関し、より詳細には、屈曲光学レンズに関する。

【0003】

〔背景〕
屈曲光学系を有するカメラ（または単に「屈曲式カメラモジュール」または「屈曲式カメラ」）が知られている。特に、このような屈曲式カメラモジュールは、例えば、２つ以上のレンズモジュールを含むマルチカメラ構造の一部として、携帯電話またはスマートフォンのような電子モバイルデバイスに搭載するために提案されている。ここで、前記２つ以上のレンズモジュールのうちの少なくとも１つが、「屈曲している（folded）」。一例として、１つまたは２つの屈曲式カメラモジュールを含むことができる２カメラ構造（「デュアルカメラ」または「デュアルアパーチャカメラ（dual-aperture camera）」とも呼ばれる）がある。

【0004】

屈曲式カメラモジュール構造では、光の伝播方向を第１方向（例えば、電話機の裏面に垂直な方向）から第２方向（例えば、電話機の裏面に平行な方向）に傾けるために、光路屈曲要素（optical path folding element、以下「ＯＰＦＥ」と呼ぶ）、例えば、プリズムまたはミラーが、追加される。屈曲式カメラモジュールがデュアルアパーチャカメラの一部である場合、当該屈曲式カメラモジュールは、１つのレンズモジュール（通常、「望遠（Ｔｅｌｅ）」レンズモジュール）を通して、屈曲光路を提供する。このようなカメラは、本明細書では、屈曲レンズデュアルアパーチャカメラまたは屈曲レンズを有するデュアルアパーチャカメラと呼ばれる。

【0005】

モバイルデバイスの寸法（特に、スマートフォンなどのデバイスの厚さ）が絶えず減少しているため、コンパクトカメラの寸法が、デバイスの厚さに対して、ますます制限要因となってきている。したがって、カメラの寸法、特に屈曲式カメラの高さおよび長さをさらに低減する必要がある。

【0006】

〔発明の概要〕
本開示の主題は、様々な設計の屈曲レンズを備える、種々の設計の屈曲式カメラを含む。この屈曲式カメラは、大きなカメラ絞り面積、低減された光学高さを有している。また、この屈曲式カメラは、光学高さに対して対角サイズの大きい画像センサを支持することができ、ほとんどのレンズ要素が円形絞り（circular aperture）を有している。

【0007】

本明細書では、図に示され、記号が付されている、当該分野で公知の「総トラック長」（total track length：ＴＴＬ）という用語は、レンズの特性であり、２つの部分ＴＴＬ_１およびＴＴＬ_２（例えば、図１Ｂおよび図２Ｂを参照）を含む（すなわち、それらの合計である）。ＴＴＬ_１は、第１レンズ要素の光入射面からプリズム反射面までの、第１光軸に沿って測定される第１部分であり、ＴＴＬ_２は、前記プリズム反射面からイメージセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）までの、第２光軸に沿って測定される第２部分である。通常、前記第１光軸と前記第２の光軸との間の角度は、９０°であるが、いくつかの他の角度例では、当該角度の値が９０°よりも小さくても大きくてもよい。以下に提供される実施例では、前記ＴＴＬは、レンズが無限遠にフォーカスされるときに測定され、設計値に指定される場合、最後のレンズ要素とイメージセンサとの間に配置される窓（例えば、ＩＲフィルタ）を含む。

【0008】

本明細書では、例えば図１Ｂに示され、記号が付されている用語「総レンズ長」（total lens length：ＴＬＬ）は、レンズの特性であり、前記イメージセンサにおける画像平面と前記第１光学要素の最も遠い頂点との間の、前記第２光軸方向に沿った距離として定義される。ＴＬＬは、レンズが無限遠にフォーカスされたときに測定され、設計値に指定される場合、最後のレンズ要素と前記イメージセンサとの間に配置された窓（例えば、ＩＲフィルタ）を含む。

【0009】

本明細書では、例えば図１Ｂに示され、記号が付されている、当該技術分野で公知の用語「後方焦点距離」（back focal length：ＢＦＬ）は、レンズの特性であり、画像平面と、最後の光学要素において当該画像に対して最も近い点との間の、前記第２光軸方向に沿った距離として定義される。

【0010】

本明細書では、当該技術分野で公知の用語「有効焦点距離」（effective focal length：ＥＦＬ）は、レンズの特性であり、その通常の意味を有している。ＥＦＬは、（数個のレンズ要素を有する）レンズ全体と等しい倍率である、単一レンズ要素の焦点距離に等しいと定義される。

【0011】

本明細書において、「レンズ面の絞り」とは、光学的に使用可能なレンズ要素面の形状およびサイズの最大値、すなわち、レンズ公式によって定義される、曲線（sag）を有する表面のすべてを指す。「レンズ要素の絞り」または「レンズの絞り」は、レンズの前面および後面を指す。「カメラの絞り」または「レンズアセンブリの絞り」は、入射光線に対して開いている、第１レンズ要素の物体側面のレンズ絞りを指す。

【0012】

本明細書において、各レンズは、センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサ用に設計されている。当該センサ対角線長は、ｍｍで与えられる。ＳＤＬ／２は、センサ対角線長の半分である。特定のＳＤＬを有する全てのセンサ、例えば、３：４または９：１６または１：２の、幅対高さの比率を有するセンサ等を、本明細書に開示された所定のレンズの組み合わせ例と共に使用することができる。

【0013】

様々な例示的な実施形態では、物体側から像側に向かって、第１光軸および第１レンズ幅Ｗ_１を有する正の第１レンズ要素Ｌ_１と、光屈曲要素と、共通の第２光軸を有する、負の第２レンズ要素Ｌ_２および複数の追加レンズ要素Ｌ_３−Ｌ_Ｎと、センサ対角線長（ＳＤＬ）を有するイメージセンサと、を備える屈曲レンズアセンブリが提供され、前記光屈曲要素は、前記第１光軸から前記第２光軸に、光を屈曲させるように構成されており、それぞれの屈曲レンズアセンブリは、光学高さＯＨを有し、ＳＤＬ／ＯＨ＞０．７であり、ＯＨ／Ｗ_１＜１．１である。

【0014】

一実施形態では、ＳＤＬ／ＯＨ＞１である。

【0015】

一実施形態では、ＯＨ／Ｗ_１＜１である。一実施形態では、ＯＨ／Ｗ_１＜０．９５である。

【0016】

一実施形態では、ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．２である。一実施形態では、ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．３５である。

【0017】

一実施形態では、前記第１レンズ要素が、ＯＨ／Ａ_１＜１．４となるような長さＡ_１を有している。一実施形態では、ＯＨ／Ａ_１＜１．１である。

【0018】

一実施形態では、前記第２レンズ要素Ｌ_２が、円形絞りを有することができる。

【0019】

一実施形態では、レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０２０の条件を満たす、少なくとも２つのエアギャップを含んでおり、ここで、ＳＴＤは、正規化されたギャップの標準偏差であり、ｒ_ｎｏｒｍは、隣接する表面Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間のギャップの半分の最小値である。少なくとも２つのエアギャップを有する実施形態では、ＳＴＤ＜０．０１０である。

【0020】

一実施形態では、レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０３５の条件を満たす、少なくとも３つのエアギャップを含んでいる。少なくとも３つのエアギャップを有する実施形態では、ＳＴＤ＜０．０１５である。
一実施形態では、レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０５０の条件を満たす、少なくとも４つのエアギャップを含んでいる。少なくとも４つのエアギャップを有する実施形態では、ＳＴＤ＜０．０２５である。

【0021】

いくつかの実施形態において、レンズアセンブリは、前記物体側から前記像側に向けて、５つのレンズ要素を含む。当該５つのレンズ要素は、正の屈折力を有する第１要素、負の屈折力を有する第２レンズ、および正または負いずれかの屈折力を有する他の要素のいずれか１つを備えている。例えば、前記レンズ要素の能力符号配列（power sign sequence）は、ＰＮＰＰＮまたはＰＮＰＮＰであり得る。ここで、Ｐは、正のレンズ要素能力（lens element power）を指し、Ｎは負のレンズ要素能力を指す。

【0022】

一実施形態において、レンズアセンブリは、レンズ要素間に、ＳＴＤ＜０．０１およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／８０の条件を満たす、少なくとも１つのエアギャップを含み、ここで、ＯＡ＿Ｇａｐは、軸上ギャップ（on-axis gap）である。一実施形態では、ＳＴＤ＜０．０１およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／６５である。

【0023】

いくつかの実施形態では、前記第１レンズ要素、前記第２レンズ要素、および第３レンズ要素は、それぞれ、５０より大きく、３０より小さく、５０より大きいアッベ数（Abbe numbers）を有する。

【0024】

いくつかの実施形態では、前記第２レンズ要素および第３レンズ要素は、一緒になって負の有効焦点距離を有する。

【0025】

いくつかの実施形態では、前記第１レンズ要素は、焦点距離ｆ_１を有しており、ｆ_１／ＥＦＬ＜０．７である。一実施形態では、ｆ_１／ＥＦＬ＜０．６である。一実施形態では、前記第２レンズ要素は、焦点距離ｆ_２を有しており、｜ｆ_２／ｆ_１｜＜１である。一実施形態では、｜ｆ_２／ｆ_１｜＜０．７である。

【0026】

いくつかの実施形態では、レンズ要素Ｌ_２〜Ｌ_Ｎは、円形絞りを有する。

【0027】

いくつかの実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１．１である。

【0028】

一実施形態では、前記第１レンズ要素の絞りが、前記第２光軸に沿って切り取られている。

【0029】

一実施形態では、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0030】

様々な例示的な設計では、最初の２つのレンズ要素Ｌ_１およびＬ_２の屈折力（optical power）が、レンズ系のＯＨ／Ｗ_１比およびＴＴＬ／ＥＦＬ比を低くするのに重要な寄与をする。これは、低い（＜０．６）ｆ_１／ＥＦＬ比、および低い（＜１）ｆ_２／ｆ_１比の絶対値によって達成される。Ｌ_１の高い（＞５０）アッベ数（Abby numbers）、およびＬ_２の低い（＜３０）アッベ数もまた、レンズ系の色収差の低減に寄与する。Ｌ_３〜Ｌ_Ｎのレンズ要素は、収差（例えば、球面、歪曲、像面湾曲など）の低減に大きく寄与する。レンズ要素間が近接していること、またはレンズ要素間のギャップが小さいことは、大きな（＞０．２）ＢＦＬ／ＴＴＬ比をもたらし、この大きなＢＦＬ／ＴＴＬ比は、大きなＳＤＬ／ＯＨ比を支持するレンズ系に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

本明細書に開示される実施形態の非限定的な例は、この段落の後に示される、本明細書に添付される図面を参照して、以下に記載される。複数の図に見られる同一の構造、要素、または部品は、それらが見られるすべての図において、概して同一の数字が付される。図面および説明は、本明細書に開示された実施形態を解明し、明確にすることを意図しており、決して限定するものと考えるべきではない。

【図1A】本明細書に開示される光学レンズアセンブリを備える、屈曲式カメラの第１実施形態の等角図である。

【図1B】図１Ａのカメラの側面図である。

【図1C】図１Ａのカメラの上面図である。

【図1D】図１Ａのカメラであり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図1E】筐体内の図１Ａのカメラを示す。

【図1F】図１Ｅのカメラの側面図である。

【図2A】本明細書に開示される光学レンズアセンブリを備える、屈曲式カメラの第２実施形態の等角図である。

【図2B】図２Ａの屈曲式カメラの側面図である。

【図2C】図２Ａの屈曲式カメラの上面図である。

【図2D】図２Ａのカメラであり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図3】屈曲式カメラの第３の例示的な実施形態であり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図4】屈曲式カメラの第４の例示的な実施形態であり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図5】屈曲式カメラの第５の例示的な実施形態であり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図6】屈曲式カメラの第６の例示的な実施形態であり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【図7】屈曲式カメラの第７の例示的な実施形態であり、物体からイメージセンサまでの光線を追跡している。

【0032】

〔詳細な説明〕
図１Ａ〜１Ｃは、本明細書に開示され、１００と番号付けされた屈曲式カメラの第１の例示的な実施形態（「実施例１」とも呼ばれる）を示している。図１Ａは、実施形態１００の等角図である。図１Ｂは、実施形態１００の側面図である。図１Ｃは、実施形態１００の上面図である。図１Ａの要素番号は、図１Ｂおよび図１Ｃにも適用される。

【0033】

屈曲式カメラ（folded camera）１００は、屈曲レンズアセンブリ（単に「屈曲レンズ（folded lens）」とも呼ばれる）１０２およびイメージセンサ１０６を備える。カメラ１００は、必要に応じて、例えば、イメージセンサ用のダストカバーの役割を果たす、および／または赤外線（ＩＲ）光をフィルタリングし、ＩＲ光がイメージセンサ１０６に到達するのを防止する役割を果たし得る、窓（例えば、ガラス窓）１１４を備えることができる。一実施形態では、屈曲レンズアセンブリ１０２は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズ要素Ｌ_１と、光屈曲要素（例示的にはプリズム）１０４と、複数のレンズ素子Ｌ_２・・・Ｌ_Ｎと、を含む。全体として、レンズアセンブリ１０２は、複数のＮ個のレンズ要素、例えば（この実施形態のように）、Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４、およびＬ_５と記号の付された５つのレンズ要素を含む。他の実施形態では、レンズアセンブリは、別の数、例えば、Ｎ＝４、６、または７の要素を含むことができ、５つのレンズ要素に関して本明細書で開示される設計原理は、他の（例えば、より多い）数のレンズ要素で維持することができる。概して、Ｌ_ｉは、任意のレンズのｉ番目のレンズ要素を示しており、ここで、「ｉ」は、１からＮまでの間の整数である。各レンズ要素Ｌ_ｉは、光軸を有する。レンズ要素Ｌ_１は、光軸（「第１光軸」とも呼ばれる）１０８を有する。レンズ要素Ｌ_２・・・Ｌ_Ｎは、共通の光軸（「第２光軸」とも呼ばれる）１１０を有する。プリズム１０４は、物体またはシーン１１６から届き、第１光軸１０８に実質的に平行な第１光路に沿ってレンズ要素Ｌ_１を通過する光を、イメージセンサ１０６に向かう、第２光軸１１０に実質的に平行な第２光路に屈曲させる。プリズム１０４は、光入射面（surface）（または「平面（plane）」）１０４ａ、光出射面（平面）１０４ｂ、および光屈曲面（平面）１０４ｃを有する。第１光軸１０８および第２光軸１１０は、平面１０４ｃ上で交差する。一例では、プリズムの光出射面１０４ｂは、プリズムの光入射面１０４ａよりも小さい。すなわち、光出射面１０４ｂの直径は、光入射面１０４ａの直径よりも小さい。この特徴により、光入射面および光出射面の直径が等しい場合よりもプリズムを低くする（より低い高さを有する）ことが可能となる。これにより、レンズ１０２の光学高さ（ＯＨ、図１Ｂおよび以下の定義を参照されたい）を低減することができる。本明細書に記載されるいくつかの例によれば、プリズムの光出射面の寸法とプリズムの光入射面の寸法との間の比率は、１．００未満とすることができる。

【0034】

レンズ要素Ｌ_ｉは、それぞれ、本明細書のすべての実施例のすべてのレンズ要素についての、表１に示されるそれぞれの焦点距離ｆ_ｉを有する。レンズ要素Ｌ_ｉは、それぞれ、第１光軸方向に沿って測定されたそれぞれの高さＨ_ｉを有する（例えば、図１Ｆ参照）。

【0035】

各レンズ要素Ｌ_ｉは、それぞれの前面Ｌ_ｉＳ_１と、それぞれの後面Ｌ_ｉＳ_２とを有している。「ｉ」は、１からＮまでの間の整数である。本明細書で使用される場合、各レンズ要素の「前面」という用語は、カメラの入口に近い方に位置するレンズ要素の表面（カメラオブジェクト側）を指し、「後面」という用語は、イメージセンサに近い方に位置するレンズ要素の表面を指す。前面および／または後面は、場合によっては非球面であってもよい。前面および／または後面は、場合によっては球面であってもよい。しかしながら、これらのオプションは、限定的なものではない。レンズ要素Ｌ_１〜Ｌ_Ｎは、様々な材料、例えば、プラスチック又はガラスから作製することができる。いくつかのレンズ要素は、他のレンズ要素とは異なる材料で作製されてもよい。

【0036】

カメラ１００の場合、Ｌ_１Ｓ_２は、プリズムの光入射面１０４ａと同じ面である。しかし、他の場合には、２つの表面の間にエアギャップがあってもよい（図示せず）。カメラ１００の場合、Ｌ_１およびプリズムは、互いに固定されて取り付けられる（例えば、接着される）、２つの部品として作製される。他の場合には、Ｌ_１およびプリズムは、例えば、プリズムの入射面を研磨して、屈折力を有し、レンズとして機能するようにすることによって、１つの部品として作製されてもよい。このようなケース（Ｌ_１およびプリズムが１つの部品である場合）のためのレンズの光学設計は、レンズ１０２の設計と同一であってもよく、この場合にはＬ_１Ｓ_２は、屈折力を有さない。カメラ１００では、Ｌ_１とプリズムは、同じ材料で作製されている。他の実施形態では、これらは異なる材料で作製されてもよい。

【0037】

Ｌ_１は、２つの面（Ｌ_１Ｓ_１、Ｌ_１Ｓ_２）を有しており、２つの切断面（カット：cut）（小平面（facets））１１２ａおよび１１２ｂを含む、２つの絞りを有している。したがって、レンズ要素Ｌ_１は、「カットレンズ」と呼ばれる。これらの切断面により、図面に示すように、レンズアセンブリをより低くおよび／またはより短くすることができる。Ｌ_１の切断面により、プリズムの入射面を短くすることができ、これにより、ＴＬＬを短くすることができる。また、プリズムの入射面を短くすることにより、プリズムの出射面を低くすることができ、光学高さを低くすることができる。

【0038】

Ｌ_１Ｓ_１の絞りは、本明細書では「カット絞り（cut aperture）」と呼ばれる。図１Ｂに例示されているように、Ｌ_１の長さ（Ａ_１で示されている）は、前記第２光軸方向に沿って、切断面１１２ａと切断面１１２ｂとの間で測定される。例として図１Ｃにさらに示されるように、Ｌ_１の幅（Ｗ_１で示される）は、前記第１光軸および前記第２光軸の両方向に垂直な方向に沿って測定される。Ａ_１およびＷ_１は、本明細書中に提供される他の全ての実施例に同様に適用される。

【0039】

カメラ１００（実施例１）およびレンズアセンブリ１０２の詳細な光学データを表２〜４に示す。Ｒは表面の曲率半径であり、Ｔは表面から次の表面までの光軸に沿った距離である。Ｄは、表面の光学直径である。Ｄ／２は、「半直径（semi-diameter）」または直径の半分を表す。Ｒ、Ｔ、Ｄ、ＡおよびＷの単位は、ミリメートル（ｍｍ）である。ＮｄおよびＶｄは、それぞれ、表面と次の表面との間に存在するレンズ要素材料の屈折率およびアッベ数である。様々な表における「オフセット」（ｍｍで与えられる）は、光軸からの変位であり、光学設計ソフトウェアにおいてプリズムを再構成するために必要とされる情報である。表１における「タイプ」は、当技術分野で周知の共通の意味を有する。

【0040】

表面タイプを表２に定義し、表面の係数を表３に示す。

【0041】

−「標準面」；
−「非球面」は、（式１）および表４に示されるそれらの詳細を用いて定義される：

【0042】

【数1】

【0043】

ここで、ｒは、関連する光軸（第１または第２）から、（およびそれに垂直な）光学面内の点までの距離であり、ｋは円錐係数であり、ｃ＝１／Ｒであり、αは、表４に与えられた係数である。上記式において、屈曲式カメラ１００内のレンズ１０２に適用される場合、係数α_１およびα_４〜α_７はゼロである。任意の非球面に対して、ｒの最大値（「最大ｒ」）は、それぞれの表面の半直径（Ｄ／２）であることに留意されたい。

【0044】

−「絞り（stop）」は、すなわち、当技術分野で知られているように、光の一部がイメージセンサに到達するのを阻止することのできる面である。絞りは、光学設計において一般的である。絞りは、迷光を低減し、画像の光学的品質を向上させるのに役立ち得る。レンズ１０２における絞り面の位置（プリズムとＬ_２との間）は、例示的なものである。他の実施形態では、１つ以上の絞りが、他の要素間に、またはＬ_１の前にさえ配置されてもよい。さらに他の実施形態では、「絞り」を含まなくてもよい。

【0045】

−プリズムの反射面、これは通常、「ミラー」としても知られている。

【0046】

本明細書において、部品、要素、または部品群もしくは要素群の「高さ」は、部品／要素／これらの群の最下点と、部品／要素／これらの群の最上点との間の、前記第１光軸方向（例示的な座標系におけるＹ方向）の距離として定義される。用語「上方」または「上部」は、Ｙ軸に沿って、部品／要素またはこれらの群の他のセクションに対して、撮像された（撮影された）物体（例えば物体１１６）に近く、かつ当該物体に面している、同じ任意の部分／要素／これらの群のセクションを指す。用語「下方」または「下部」は、Ｙ軸に沿って、部品／要素またはこれらの群の他のセクションに対して、撮像された物体から最も遠く、かつ当該物体から離れて面している、同じ任意の部分／要素／これらの群のセクションを指す。例えば、図２Ｂに見られるように、Ｌ_５の高さは、Ｌ_５の最下部１１８ａからＬ_５の最上部１１８ｂまでのＹ方向に沿った距離である。屈曲レンズ１０２の光学高さ（ＯＨ）（図１Ｂに示されている）は、レンズ要素Ｌ_２・・・Ｌ_Ｎおよびプリズム１０４のいずれかの最下部のうち最も低いものから、レンズ要素Ｌ_１の最上部までの距離として定義される。例えば、屈曲レンズ１０２の光学高さは、このレンズが最大径を有している場合、レンズＬ_５の最下部から測定される。本明細書において、ｆ_ｉは、レンズ要素Ｌ_ｉの焦点距離を示す。いくつかの例によれば、以下の関係が成り立つ：｜ｆ_１｜＞｜ｆ_３｜＞｜ｆ_２｜。いくつかの例によれば、以下の関係が成り立つ：｜ｆ_３｜＞｜ｆ_１｜＞｜ｆ_２｜。いくつかの例によれば、｜ｆ_３｜＞｜ｆ_２｜＞｜ｆ_１｜である。

【0047】

レンズのＦナンバー（Ｆ値：Ｆ＃）の既知の定義は、入射瞳の直径（ｄ）に対する、レンズの有効焦点距離（ＥＦＬ）の比である。

【0048】

この用途では、場合により、入射瞳は円形ではない。このような場合、ｄは、以下の式によって与えられる、「等価な」円形入射瞳径ｄ_ｅによって置き換えられる。

【0049】

【数2】

【0050】

この場合、

【0051】

【数3】

【0052】

である。

【0053】

本明細書では、「ギャップ」または「エアギャップ」は、連続するレンズ要素間の空間を意味する。レンズ要素１とレンズ要素２の場合、「ギャップ」または「エアギャップ」は、プリズムの出射面とレンズ２の第１表面との間の空気空間を指す。

【0054】

ギャップごとの多くの機能及び定数が、以下のとおり定義される。

【0055】

１．「Ｇａｐ_ｉ（ｒ）」の関数（ここで、ｉはレンズ要素番号であり、ｒは式１で用いられたのと同じ変数である）は、以下の通りである：
ａ）ｉ＝１の場合：Ｇａｐ_１（ｒ）＝Ｌ_２Ｓ_１のＳＡＧ（ｒ）＋（プリズムの出射面とＬ_２Ｓ_１との間の、前記第２光軸に沿った距離）；
ｂ）ｉ＞１の場合：Ｇａｐ_１（ｒ）＝Ｌ_ｉ＋１Ｓ_１のＳＡＧ（ｒ）＋（Ｌ_ｉＳ_２とＬ_ｉ＋１Ｓ_１との間の、前記第２光軸に沿った距離）−Ｌ_ｉＳ_２のＳＡＧ（ｒ）；
ｃ）ｒ＝０の場合：「軸上ギャップ」（ＯＡ＿Ｇａｐ_ｉ）は、Ｇａｐ_ｉ（ｒ＝０）として定義される。

【0056】

２．ギャップ平均（ＡＶＧ_ｉ）定数は、以下の式で与えられる。

【0057】

【数4】

【0058】

ここで、ｊは０からＮまでの離散変数であり、Ｎは＞１０の整数であり、ｒ_ｎｏｒｍは、表面｛Ｌ_ｉＳ_２、Ｌ_ｉ＋１Ｓ_１｝の最小Ｄ／２値である。

【0059】

３．正規化されたギャップの標準偏差（ＳＴＤ_ｉ）定数は、次式によって与えられる。

【0060】

【数5】

【0061】

ここで、ｒ_ｎｏｒｍは、表面｛Ｌ_ｉＳ_２、Ｌ_ｉ＋１Ｓ_１｝の最小Ｄ／２値であり、Ｎは＞１０の整数であり、ＡＶＧ_ｉは（式４）のように定義される。

【0062】

【表1】

【0063】

〔実施例１〕

【0064】

【表2】

【0065】

【表3】

【0066】

【表4】

【0067】

一実施形態によれば、カメラ１００では、Ｌ_１の長さＡ_１（図面では１２８と示されている）は４．８０ｍｍであり、その幅Ｗ_１は５．７ｍｍであり、長さＡ_１は、切断面１１２ａおよび１１２ｂにより、幅Ｗ_１よりも小さい。ＴＬＬは、１３．８５ｍｍであり、ＥＦＬは１５ｍｍである。ＴＴＬ_１は１１．４５ｍｍ、ＴＴＬ_２は３．６０ｍｍである。したがって、ＴＴＬ（すなわち、ＴＴＬ_１＋ＴＴＬ_２）は１５．０５ｍｍである。光学高さＯＨは５．３８ｍｍである。ＯＨをさらに小さくするために、プリズム１０４は、平坦な表面１０４ｄを有することができる。平坦な表面１０４ｄは、光入射面１０４ａに平行であり、出射面１０４ｂおよび光屈曲面１０４ｃと交差する。Ｌ_１の絞りは、第２光軸１１０に沿って切り取られている。Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４およびＬ_５の絞りは円形である。いくつかの実施形態では、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４およびＬ_５の絞りのいくつかもまた、切断面を有する可能性があることに留意されたい。

【0068】

レンズ１０２では、Ｌ_１は正の（すなわち、正の屈折光学能力を有する）レンズ要素である。Ｌ_２は負の（すなわち、負の屈折光学能力を有する）レンズ要素である。これは、本明細書に開示される他の全ての実施形態（すなわち、実施例２〜７）についても当てはまる。Ｌ_３〜Ｌ_ｎのレンズ要素は、任意の能力符号を有することができる。実施形態１００では、Ｌ_３は正であり、Ｌ_４は正であり、Ｌ_５は負である。ここで与えられる他の例では、Ｌ_３は正であり、Ｌ_４は負であり、Ｌ_５は正である。ここで与えられるさらに他の例では、Ｌ_３は負であり、Ｌ_４は負であり、Ｌ_５は正である。上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．３８ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．８０ｍｍ）＝５．７６ｍｍよりも小さく、比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝１．００３３（１．２よりも小さく、さらには１．１よりも小さい）であり、比率ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１であることが明らかである。いくつかの例（下記参照）によれば、ＴＴＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0069】

図１Ｅは、筐体１２７に収容された、カメラ１００と同様の屈曲式カメラ１００’を示す。図１Ｆは、図１Ｅの線Ａ−Ａに沿った断面を示している。筐体１２７は、光学要素を、埃および機械的損傷から保護するために用いられ得る。筐体１２７は、開口部１２８を備える。光を、開口部１２８を通してレンズ１０２に入れることができる。カメラ１００’では、レンズ要素Ｌ_２〜Ｌ_Ｎが、鏡筒１５０内に収容されている。鏡筒１５０は、例えば、機械的な保護のため、レンズに入る望ましくない光を防止するため、およびレンズ要素Ｌ_２〜Ｌ_Ｎの機械的な位置合わせのために使用することができる。カメラ１００’の高さＨ_Ｃは、カメラ１００’の最下点からカメラ１００’の最上点までの高さとして定義される。Ｈ_Ｃは、光学高さＯＨに「ペナルティ（penalty）」１４０を加えたものに実質的に等しくてもよい。ペナルティ１４０は、底部シールド１２５（筐体１２７の一部）及びエアギャップ１４４の厚さに等しくすることができる。エアギャップ１４２は、レンズ１０２が作動するために必要とされ得る（以下を参照のこと）。一例では、底部シールド１２５の厚さを５０〜１５０μｍとすることができ、エアギャップ１４４は、５０〜１５０μｍの幅とすることができる。したがって、いくつかの例では、Ｈ_Ｃは、光学高さＯＨ＋１００μｍ、またはＯＨ＋２００μｍ、またはＯＨ＋３００μｍに等しくてもよい。

【0070】

Ｈ_Ｃに加えて、いくつかの場合では、カメラ１００’が不均一な高さを有する可能性がある。すなわち、カメラ１００’のセクション１３２は、セクション１３４よりも高い高さを有することができる。いくつかの例では、セクション１３２がレンズ要素Ｌ_１およびプリズム１０４を含むことができ、一方、セクション１３４がレンズ要素Ｌ_２〜Ｌ_Ｎ、および鏡筒１５０を含むことができる。カメラ１００’の下部（セクション１３４）は「カメラショルダー（camera shoulder）」と呼ばれ、ショルダーの高さはＨ_Ｓと記される。高さＨ_Ｓは、鏡筒１５０の高さ（Ｈ_Ｂと記されている）にペナルティ１４０とペナルティ１４６を加えたものに実質的に等しくてもよい。ペナルティ１４６は、上部シールド１２６（筐体１２２の一部である）およびエアギャップ１４８の厚さに等しくすることができる。エアギャップ１４８は、レンズ１０２を作動するために必要とされ得る（以下を参照のこと）。一例では、上部シールド１２６の厚さを５０〜１５０μｍとすることができ、エアギャップ１４８は、５０〜１５０μｍの幅とすることができる。したがって、いくつかの例では、Ｈ_Ｓは、Ｈ_Ｂ＋２５０μｍ、またはＯＨ＋３００μｍ、またはＯＨ＋５００μｍに等しくてもよい。

【0071】

筐体１２２は、フォーカス（焦点合わせ）（またはオートフォーカス「auto focusing：ＡＦ」）および光学像安定化（optical image stabilization：ＯＩＳ）のために、屈曲レンズ１０２を移動（作動、シフト）することができるアクチュエータをさらに備えることができる。フォーカスは、第２光軸１１０に沿って、イメージセンサ１０８に対してレンズ１０２をシフトさせることによって行うことができる。ＯＩＳは、第２光軸１１０に垂直な２つの軸に沿って、レンズ１０２をシフトさせることによって行うことができる。

【0072】

図２Ａ〜２Ｃは、本明細書に開示される屈曲式カメラの第２の例示的な実施形態（実施例２）を示しており、２００と番号が付されている。図２Ａは、実施形態２００の等角図を示している。図２Ｂは、カメラ２００の側面図を示している。図２Ｃは、カメラ２００の上面図を示している。カメラ１００および２００のすべての要素は、第１レンズ要素Ｌ_１を除いて、同一である。第１レンズ要素Ｌ_１は、この実施形態では、１１２ａおよび１１２ｂなどの切断面が存在しない。したがって、カメラ２００内の屈曲レンズは、２０２と記されており、「ノーカットレンズ」と呼ばれる。屈曲式カメラ２００および屈曲レンズ２０２の詳細な光学データを表１および表５〜７に示す。

【0073】

〔実施例２〕

【0074】

【表5】

【0075】

【表6】

【0076】

【表7】

【0077】

屈曲式カメラ２００では、Ａ_１およびＷ_１は５．７０ｍｍである（すなわち、カメラ２００ではＬ_１は円形である）。ＴＬＬは１４．３１ｍｍであり、ＥＦＬは１５ｍｍであり、ＴＴＬ_１は１１．４６ｍｍであり、ＴＴＬ_２は４．１５ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１５．６１ｍｍ）であり、ＯＨは６．０５ｍｍである。屈曲式カメラ１００と同様、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができる。図２に示す例では、全てのレンズ要素の絞りが円形である。

【0078】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（６．０５ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（５．７０ｍｍ）＝６．８４ｍｍよりも小さく、１．１×Ａ_１（＝６．２７ｍｍ）よりもさらに小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝１．０４０７、すなわち、１．２より小さく、１．１より小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0079】

図３は、レンズ３０２を備える、３００と番号が付された屈曲式カメラの第３の例示的な実施形態（「実施例３」）および物体からイメージセンサまでの光線の追跡を示している。屈曲式カメラ３００および屈曲レンズ３０２の詳細な光学データを、表１および表８〜１０に示す。レンズ３０２を除いて、カメラ３００のすべての要素は、カメラ１００およびカメラ２００の要素と同一である。

【0080】

〔実施例３〕

【0081】

【表8】

【0082】

【表9】

【0083】

【表10】

【0084】

屈曲式カメラ３００（実施例３および表８〜１０）では、Ａ_１およびＷ_１はそれぞれ４．７ｍｍおよび５．７ｍｍである（すなわち、カメラ３００では、Ｌ_１はカットレンズである）。ＴＬＬは１３．５６ｍｍ、ＥＦＬは１５．００ｍｍ、ＴＴＬ_１は３．５６４ｍｍ、ＴＴＬ_２は１１．２０６ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１４．７７ｍｍ）、ＯＨは５．３７ｍｍである。屈曲式カメラ１００（面１０４ｄ）または屈曲式カメラ２００と同様、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができ、当該平面は、ＯＨの低減に寄与する。実施例３〜７（ならびに実施例１）では、Ｌ_１を除いて、すべてのレンズ要素の絞りが円形であることに留意されたい。なお、実施例２では、Ｌ_１を含む全てのレンズ要素が円形絞りを有している。

【0085】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．３７ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．７ｍｍ）＝５．６４ｍｍよりも小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝０．９８４であり、この値は、１．２よりも小さく、１．１よりも小さく、１よりも小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0086】

図４は、レンズ４０２を備える、４００と番号が付された屈曲式カメラの第４の例示的な実施形態（「実施例４」）および物体からイメージセンサまでの光線の追跡を示している。屈曲式カメラ４００および屈曲レンズ４０２の詳細な光学データを、表１および表１１〜１３に示す。レンズ４０２を除いて、カメラ４００のすべての要素は、カメラ１００、カメラ２００およびカメラ３００の要素と同一である。

【0087】

〔実施例４〕

【0088】

【表11】

【0089】

【表12】

【0090】

【表13】

【0091】

屈曲式カメラ４００（実施例４および表１１〜１３）では、Ａ_１およびＷ_１はそれぞれ４．７ｍｍおよび５．７ｍｍである。ＴＬＬは１３．２５ｍｍであり、ＥＦＬは１４．９６ｍｍであり、ＴＴＬ_１は３．７０５ｍｍであり、ＴＴＬ_２は１０．８９５ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１４．６ｍｍ）であり、ＯＨは５．５１ｍｍである。屈曲式カメラ１００または屈曲式カメラ２００における場合のように、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができる。全てのレンズ要素の絞りが円形である。

【0092】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．５１ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．７ｍｍ）＝５．６４ｍｍよりも小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝０．９７５であり、この値は、１．２よりも小さく、１．１よりも小さく、１よりも小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0093】

図５は、レンズ５０２を備える、５００と番号が付された屈曲式カメラの第５の例示的な実施形態（「実施例５」）および物体からイメージセンサまでの光線の追跡を示している。屈曲式カメラ５００および屈曲レンズ５０２の詳細な光学データを、表１および表１４〜１６に示す。レンズ５０２を除いて、カメラ５００のすべての要素は、カメラ１００、カメラ２００、カメラ３００およびカメラ４００の要素と同一である。

【0094】

〔実施例５〕

【0095】

【表14】

【0096】

【表15】

【0097】

【表16】

【0098】

屈曲式カメラ５００（実施例５および表１４〜１６）では、Ａ_１およびＷ_１はそれぞれ４．７ｍｍおよび５．７ｍｍである。ＴＬＬは１３．２６ｍｍであり、ＥＦＬは１４．９５８ｍｍであり、ＴＴＬ_１は３．７０９ｍｍであり、ＴＴＬ_２は１０．９１１ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１４．６２ｍｍ）であり、ＯＨは５．５１ｍｍである。屈曲式カメラ１００または屈曲式カメラ２００における場合のように、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができる。全てのレンズ要素の絞りが円形である。

【0099】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．５１ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．７ｍｍ）＝５．６４ｍｍよりも小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝０．９７７であり、この値は、１．２よりも小さく、１．１よりも小さく、１よりも小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0100】

図６は、レンズ６０２を備える、６００と番号が付された屈曲式カメラの第６の例示的な実施形態（「実施例６」）および物体からイメージセンサまでの光線の追跡を示している。屈曲式カメラ６００および屈曲レンズ６０２の詳細な光学データを、表１および表１７〜１９に示す。レンズ６０２を除いて、カメラ６００のすべての要素は、カメラ１００、カメラ２００、カメラ３００、カメラ４００およびカメラ５００の要素と同一である。

【0101】

〔実施例６〕

【0102】

【表17】

【0103】

【表18】

【0104】

【表19】

【0105】

屈曲カメラ６００（実施例６および表１７〜１９）では、Ａ_１およびＷ_１はそれぞれ４．７ｍｍおよび５．７ｍｍである。ＴＬＬは１３．４３ｍｍであり、ＥＦＬは１４．９６１ｍｍであり、ＴＴＬ_１は３．７０５ｍｍであり、ＴＴＬ_２は１１．０８５ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１４．７９ｍｍ）であり、ＯＨは５．５１ｍｍである。屈曲式カメラ１００または屈曲式カメラ２００における場合のように、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができる。全てのレンズ要素の絞りが円形である。

【0106】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．５１ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．７ｍｍ）＝５．６４ｍｍよりも小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝０．９８８であり、この値は、１．２よりも小さく、１．１よりも小さく、１よりも小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0107】

図７は、レンズ７０２を備える、７００と番号が付された屈曲式カメラの第７の例示的な実施形態（「実施例７」）および物体からイメージセンサまでの光線の追跡を示している。屈曲式カメラ７００および屈曲レンズ７０２の詳細な光学データを、表１および表２０〜２２に示す。レンズ７０２を除いて、カメラ７００のすべての要素は、カメラ１００、カメラ２００、カメラ３００、カメラ４００、カメラ５００およびカメラ６００の要素と同一である。

【0108】

〔実施例７〕

【0109】

【表20】

【0110】

【表21】

【0111】

【表22】

【0112】

屈曲式カメラ７００（実施例７および表２０〜２２）では、Ａ_１およびＷ_１は、それぞれ４．７ｍｍおよび５．７ｍｍである。ＴＬＬは１３．１３ｍｍであり、ＥＦＬは１４．９６７ｍｍであり、ＴＴＬ_１は３．６７８ｍｍであり、ＴＴＬ_２は１０．７７２ｍｍ（すなわち、総ＴＴＬ＝１４．４５ｍｍ）であり、ＯＨは５．４８ｍｍである。他の屈曲式カメラと同様、プリズムは、光入射面に平行で、光出射面および光屈曲面と交差する平面を有することができる。全てのレンズ要素の絞りが円形である。

【0113】

上記の説明および値を考慮すると、光学高さ（５．４８ｍｍ）は、１．２×Ａ_１（４．７ｍｍ）＝５．６４ｍｍよりも小さいことが明らかである。比率ＴＴＬ／ＥＦＬ＝０．９６５であり、この値は、１．２よりも小さく、１．１よりも小さく、１よりも小さい。また、ＴＬＬ／ＥＦＬ＜１である。

【0114】

表２３は、上に列挙した実施例で出てきたような設計特性およびパラメータを要約したものである。これらの特性は、大きなレンズアセンブリ絞りを有するコンパクト屈曲レンズの目標を達成するのに役立つ。

【0115】

「ＡＡ」：ＡＡ_１≡ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．２、ＡＡ_２≡ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．２８、ＡＡ_３≡ＢＦＬ／ＴＴＬ＞０．３５；
「ＢＢ」：ＢＢ_１≡ＯＨ／Ａ_１＜１．４、ＢＢ_２≡ＯＨ／Ａ_１＜１．２、ＢＢ_３≡ＯＨ／Ａ_１＜１．１；
「ＣＣ」：ＣＣ_１≡ＯＨ／Ｗ_１＜１．１、ＣＣ_２≡ＯＨ／Ｗ_１＜１．００、ＣＣ_３≡ＯＨ／Ｗ_１＜０．９５；
「ＤＤ」：少なくとも２つのギャップが、ＤＤ_１≡ＳＴＤ＜０．０２０、ＤＤ_２≡ＳＴＤ＜０．０１５、ＤＤ_３≡ＳＴＤ＜０．０１０を満たす；
「ＥＥ」：少なくとも３つのギャップが、ＥＥ_１≡ＳＴＤ＜０．０３５、ＥＥ_２≡ＳＴＤ＜０．０２５、ＥＥ_３≡ＳＴＤ＜０．０１５を満たす；
「ＦＦ」：少なくとも４つのギャップが、ＦＦ_１≡ＳＴＤ＜０．０５０、ＦＦ_２≡ＳＴＤ＜０．０３５、ＦＦ_３≡ＳＴＤ＜０．０２５を満たす；
「ＧＧ」：ＧＧ_１≡ＳＤＬ／ＯＨ＞０．７、ＧＧ_２≡ＳＤＬ／ＯＨ＞０．８５、ＧＧ_３≡ＳＤＬ／ＯＨ＞１；
「ＨＨ」：能力符号配列；
「ＩＩ」：少なくとも１つのギャップが、ＩＩ_１≡ＳＴＤ＜０．０１およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／８０、ＩＩ_２≡ＳＴＤ＜０．０１５およびＯＡ＿Ｇａｐ／ＴＴＬ＜１／６５を満たす；
「ＪＪ」：レンズ要素１、２、および３のアッベ数は、それぞれ５０より大きく、３０より小さく、５０より大きくすることができる；
「ＫＫ」：組み合わされたレンズ要素２および３の有効焦点距離は負である；
「ＬＬ」：ＬＬ_１≡ｆ_１／ＥＦＬ＜０．７、ＬＬ_２≡ｆ_１／ＥＦＬ＜０．６；
「ＭＭ」：ＭＭ_１≡｜ｆ_２／ｆ_１｜＜１、ＭＭ_２≡｜ｆ_２／ｆ_１｜＜０．７；
「ＮＮ」：Ｌ_２〜Ｌ_Ｎは、円形絞りを有する。

【0116】

表２３は、各実施例において、パラメータまたは条件が満たされているか（記号「ｖ（表中のチェック記号）」）否か（記号「×」）を示す。前述の実施例は、開示された主題の原理を説明するために提示されるものであり、限定として解釈されるべきではない。他の例もまた、本開示の主題の範囲内として企図される。

【0117】

【表23】

【0118】

本開示は、限定数の実施形態を記載しているが、このような実施形態の多くの変形形態、修正形態、および他の出願が行われ得ることが理解されるであろう。一般に、本開示は、本明細書に記載される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理解されるべきである。

【0119】

本明細書において言及される全ての参考文献は、それぞれの個々の参考文献があたかも、参考として本明細書に組み込まれるように具体的かつ個別に示されるかのように、その全体が本明細書に参考として組み込まれる。さらに、本出願における任意の参考文献の引用または識別は、そのような参考文献が本出願の先行技術として利用可能であることを容認するものと解釈されるべきではない。

【図1A】