JP2017097185A - アレイレンズシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】アレイレンズシステムを提供する。
【解決手段】複数のアレイレンズを備えると共に各アレイレンズは第1反射ミラーを有する第1光学装置と、正屈折力第1レンズ群(positive−powered first lens group)と、正屈折力第2レンズ群(positive−powered second lens group)と、負屈折力第3レンズ群(negative−powered third lens group)と、第2反射ミラーを有する第2光学装置と、負屈折力第4レンズ群(negative−powered fourth lens group)と、をさらに備え、物体側から像側にかけて順に配列される。
【選択図】図1A
【解決手段】複数のアレイレンズを備えると共に各アレイレンズは第1反射ミラーを有する第1光学装置と、正屈折力第1レンズ群(positive−powered first lens group)と、正屈折力第2レンズ群(positive−powered second lens group)と、負屈折力第3レンズ群(negative−powered third lens group)と、第2反射ミラーを有する第2光学装置と、負屈折力第4レンズ群(negative−powered fourth lens group)と、をさらに備え、物体側から像側にかけて順に配列される。
【選択図】図1A
Description
本発明は、直角プリズムを有するアレイレンズシステムに関する。
ウェーハレベルオプティクス(WLO)技術、はウェーハレベルの半導体技術を使用してレンズモジュール或いはカメラモジュール等のマイクロ光学装置を製造する。また、ウェーハレベルオプティクス技術はモバイル装置或いは携帯装置に適用され、カメラはこれらの装置の必須機能となっている。
しかしながら、イメージセンサ(例えば電荷結合素子(CCD)或いはCMOSイメージセンサ(CIS))のサイズが小型化するほど、組み合わされる結像レンズのサイズも縮小させねばならなくなる。従って、結像レンズの設計は極めて綿密に行い、小型化、軽量化、低コスト、高い解像度等の要求に応えねばならない。
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
本発明は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本発明の目的は、本発明は、アレイレンズシステムを提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するための本発明に係るアレイレンズシステムは、複数のアレイレンズを備え、各前記アレイレンズは、第1反射ミラーを有する第1光学装置と、正屈折力第1レンズ群と、正屈折力第2レンズ群と、負屈折力第3レンズ群と、第2反射ミラーを有する第2光学装置と、負屈折力第4レンズ群とを備え、ここでは、前記第1光学装置、前記正屈折力第1レンズ群、前記正屈折力第2レンズ群、前記負屈折力第3レンズ群、前記第2光学装置及び前記負屈折力第4レンズ群は物体側から像側にかけて順に配列されることを特徴とする。
本発明によれば、高影像品質を有し、小型で軽量なアレイレンズシステムを提供できる。
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
<実施形態>
図1Aは本発明の好ましい実施形態に係るアレイレンズ100のレンズ配列を示す図であり、図1Bは複数個(例えば、四つ)のアレイレンズ100により組み立てられるアレイレンズシステム200を示す上面図である。ここで、符号(・)は入射光線を表し、符号(x)は射出光線を表す。
図2は図1Aに示すアレイレンズ100のレンズ経路である。本実施形態に係るアレイレンズ100は、ウェーハレベルオプティクス技術を使用して製造される。本実施形態に係るアレイレンズ100の材質は透明材質であり、例えば、ガラス或いはプラスチック等である。図中では、アレイレンズ100の左上角は物体(object)に対向させ、アレイレンズ100の右上角は像平面(image plane)に対向させる。
図1Aは本発明の好ましい実施形態に係るアレイレンズ100のレンズ配列を示す図であり、図1Bは複数個(例えば、四つ)のアレイレンズ100により組み立てられるアレイレンズシステム200を示す上面図である。ここで、符号(・)は入射光線を表し、符号(x)は射出光線を表す。
図2は図1Aに示すアレイレンズ100のレンズ経路である。本実施形態に係るアレイレンズ100は、ウェーハレベルオプティクス技術を使用して製造される。本実施形態に係るアレイレンズ100の材質は透明材質であり、例えば、ガラス或いはプラスチック等である。図中では、アレイレンズ100の左上角は物体(object)に対向させ、アレイレンズ100の右上角は像平面(image plane)に対向させる。
本実施形態では、アレイレンズ100は物体側から像側にかけて(第1反射ミラー211を有する)第1光学装置21と、正屈折力(refractive power)第1レンズ群1と、正屈折力第2レンズ群2と、負屈折力第3レンズ群3と、(第2反射ミラー222を有する)第2光学装置22と、負屈折力第4レンズ群4とを順に備える。
図1Aに示す実施の形態において、第1光学装置21は反射ミラーを備える。他の実施形態では、第1光学装置21はプリズムを含む。本実施形態の第1光学装置21を調整させることで、入射光線を必要な角度に調整させる。第2光学装置22はプリズムを含む。他の実施形態では、第2光学装置22は反射ミラーを備える。
正屈折力第1レンズ群1は物体側から像側にかけて凸面第1レンズ11と、アパーチャ23と、平面第2レンズ12と、凹面第3レンズ13とを順に備える。
詳しくは、凸面第1レンズ11は非球面(aspherical)凸面物体表面s1及び平面像側表面s2を有する。平面第2レンズ12は平面物体側表面s2及び平面像側表面s3を有する。凹面第3レンズ13は平面物体側表面s3及び凹面像側表面s4を有する。本実施形態では、凸面第1レンズ11は平面第2レンズ12に実質的に接触され、且つ平面第2レンズ12は凹面第3レンズ13に実質的に接触される。
詳しくは、凸面第1レンズ11は非球面(aspherical)凸面物体表面s1及び平面像側表面s2を有する。平面第2レンズ12は平面物体側表面s2及び平面像側表面s3を有する。凹面第3レンズ13は平面物体側表面s3及び凹面像側表面s4を有する。本実施形態では、凸面第1レンズ11は平面第2レンズ12に実質的に接触され、且つ平面第2レンズ12は凹面第3レンズ13に実質的に接触される。
正屈折力第2レンズ群2は物体側から像側にかけて凸面第4レンズ14と、平面第5レンズ15と、凹面第6レンズ16とを順に備える。
詳しくは、凸面第4レンズ14は非球面凸面物体表面s5及び平面像側表面s6を有する。平面第5レンズ15は平面物体側表面s6及び平面像側表面s7を有する。凹面第6レンズ16は平面物体側表面s7及び凹面像側表面s8を有する。本実施形態では、凸面第4レンズ14は平面第5レンズ15に実質的に接触され、且つ平面第5レンズ15は凹面第6レンズ16に実質的に接触される。
詳しくは、凸面第4レンズ14は非球面凸面物体表面s5及び平面像側表面s6を有する。平面第5レンズ15は平面物体側表面s6及び平面像側表面s7を有する。凹面第6レンズ16は平面物体側表面s7及び凹面像側表面s8を有する。本実施形態では、凸面第4レンズ14は平面第5レンズ15に実質的に接触され、且つ平面第5レンズ15は凹面第6レンズ16に実質的に接触される。
負屈折力第3レンズ群3は物体側から像側にかけて凹面第7レンズ17及び平面第8レンズ18を順に備える。
詳しくは、凹面第7レンズ17は非球面凹面物体表面s9及び平面像側表面s10を有する。平面第8レンズ18は平面物体側表面s10及び平面像側表面s11を有する。本実施形態では、凹面第7レンズ17は平面第8レンズ18に実質的に接触される。
詳しくは、凹面第7レンズ17は非球面凹面物体表面s9及び平面像側表面s10を有する。平面第8レンズ18は平面物体側表面s10及び平面像側表面s11を有する。本実施形態では、凹面第7レンズ17は平面第8レンズ18に実質的に接触される。
負屈折力第4レンズ群4は物体側から像側にかけて凹面第9レンズ19及び平面第10レンズ20を順に備える。
即ち、凹面第9レンズ19は非球面凹面物体表面s12及び平面像側表面s13を有する。平面第10レンズ20は平面物体側表面s13及び平面像側表面s14を有する。本実施形態では、凹面第9レンズ19は平面第10レンズ20に実質的に接触される。
即ち、凹面第9レンズ19は非球面凹面物体表面s12及び平面像側表面s13を有する。平面第10レンズ20は平面物体側表面s13及び平面像側表面s14を有する。本実施形態では、凹面第9レンズ19は平面第10レンズ20に実質的に接触される。
図1Aに示すように、入射光線は第2光学装置22の第1表面221に進入し、第2反射ミラー222を経て反射され、続いて第2光学装置22の第3表面223から離れる。本実施形態では、第1表面と第3表面223との間は直角になり、これにより直角プリズムが形成される。
実施形態において、アレイレンズ100は赤外線フィルタ(図示せず)をさらに備え、平面第2レンズ12、平面第5レンズ15、平面第8レンズ18或いは平面第10レンズ20の内の少なくとも何れか1つの表面に塗布される。
本実施形態の特徴の一つによると、凸面第1レンズ11、凸面第4レンズ14及び凹面第6レンズ16の屈折率は1.512から1.52の間であり、アッベ数(Abbe number)は48.7から56.5の間である。
他の実施形態によると、凸面第1レンズ11のアッベ数V1及び凹面第3レンズ13のアッベ数V2の差値は17から25の間である(即ち、17<V1−V2<25)。
他の実施形態によると、凸面第1レンズ11のアッベ数V1及び凹面第3レンズ13のアッベ数V2の差値は17から25の間である(即ち、17<V1−V2<25)。
本実施形態の他の特徴に基づくと、平面第2レンズ12、平面第5レンズ15、平面第8レンズ18及び平面第10レンズ20の屈折率は1.5から1.6の間であり、アッベ数は40から60の間である。
他の実施形態によれば、正屈折力第2レンズ群2の焦点距離(focal length)EF34及び正屈折力第1レンズ群1の焦点距離EF12の比率は0.01から0.28の間である(即ち、0.01<EF34/EF12<0.28)。
他の実施形態によれば、正屈折力第2レンズ群2の焦点距離(focal length)EF34及び正屈折力第1レンズ群1の焦点距離EF12の比率は0.01から0.28の間である(即ち、0.01<EF34/EF12<0.28)。
図3は本発明の他の実施形態に係るアレイレンズ300のレンズ経路である。本実施形態では、負屈折力第4レンズ群4は物体側から像側にかけて平面第11レンズ31と、凹面第12レンズ32と、平面第13レンズ33とを順に備える。詳しくは、平面第11レンズ31は平面物体側表面s15及び平面像側表面s16を有する。凹面第12レンズ32は平面物体側表面s16及び非球面凹面像側表面s17を有する。平面第13レンズ23は平面物体側表面s18及び平面像側表面s19を有する。本実施形態によると、平面第11レンズ31は凹面第12レンズ32に実質的に接触される。
本実施形態の屈折率及びアッベ数は1つ前の実施形態に類似する。このほか、平面第11レンズ31及び平面第13レンズ33の屈折率は1.5から1.6の間であり、アッベ数は40から60の間である。
非球面(例えば、s1、s4、s5、s8、s9、s12或いはs17)は以下の方程式により定義される。
非球面(例えば、s1、s4、s5、s8、s9、s12或いはs17)は以下の方程式により定義される。
ここで、zは光軸方向のレンズの頂点の距離であり、rは光軸方向に垂直になる距離であり、cはレンズの頂点の曲率半径の逆数であり、kはコーニック定数(conic constant)であり、α1乃至α8は非球面係数(aspheric coefficient)である。注意すべき点は、アレイレンズシステム200(図1B参照)の各アレイレンズ100に対して、上述の方程式のパラメータは同じでも異なってもよい点である。
本明細書に開示された実施形態は、本発明を限定するものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の思想と範囲が限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲により解釈すべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。
100 アレイレンズ
200 アレイレンズシステム
300 アレイレンズ
1 正屈折力第1レンズ群
2 正屈折力第2レンズ群
3 負屈折力第3レンズ群
4 負屈折力第4レンズ群
11 凸面第1レンズ
12 平面第2レンズ
13 面第3レンズ
14 凸面第4レンズ
15 平面第5レンズ
16 凹面第6レンズ
17 凹面第7レンズ
18 平面第8レンズ
19 凹面第9レンズ
20 平面第10レンズ
21 第1光学装置
211 第1反射ミラー
22 第2光学装置
221 第1表面
222 第2反射ミラー
223 第3表面
23 アパーチャ
31 平面第11レンズ
32 凹面第12レンズ
33 平面第13レンズ
s1 非球面凸面物体表面
s2 平面像側表面/平面物体側表面
s3 平面像側表面/平面物体側表面
s4 凹面像側表面
s5 非球面凸面物体表面
s6 平面像側表面/平面物体側表面
s7 平面像側表面/平面物体側表面
s8 凹面像側表面
s9 非球面凹面物体表面
s10 平面像側表面/平面物体側表面
s11 平面像側表面
s12 非球面凹面物体表面
s13 平面像側表面/平面物体側表面
s14 平面像側表面
s15 平面物体側表面
s16 平面像側表面/平面物体側表面
s17 非球面凹面像側表面
s18 平面物体側表面
s19 平面像側表面
200 アレイレンズシステム
300 アレイレンズ
1 正屈折力第1レンズ群
2 正屈折力第2レンズ群
3 負屈折力第3レンズ群
4 負屈折力第4レンズ群
11 凸面第1レンズ
12 平面第2レンズ
13 面第3レンズ
14 凸面第4レンズ
15 平面第5レンズ
16 凹面第6レンズ
17 凹面第7レンズ
18 平面第8レンズ
19 凹面第9レンズ
20 平面第10レンズ
21 第1光学装置
211 第1反射ミラー
22 第2光学装置
221 第1表面
222 第2反射ミラー
223 第3表面
23 アパーチャ
31 平面第11レンズ
32 凹面第12レンズ
33 平面第13レンズ
s1 非球面凸面物体表面
s2 平面像側表面/平面物体側表面
s3 平面像側表面/平面物体側表面
s4 凹面像側表面
s5 非球面凸面物体表面
s6 平面像側表面/平面物体側表面
s7 平面像側表面/平面物体側表面
s8 凹面像側表面
s9 非球面凹面物体表面
s10 平面像側表面/平面物体側表面
s11 平面像側表面
s12 非球面凹面物体表面
s13 平面像側表面/平面物体側表面
s14 平面像側表面
s15 平面物体側表面
s16 平面像側表面/平面物体側表面
s17 非球面凹面像側表面
s18 平面物体側表面
s19 平面像側表面
Claims (15)
- 複数のアレイレンズからなるアレイレンズシステムであって、各前記アレイレンズは、
第1反射ミラーを有する第1光学装置と、
正屈折力第1レンズ群と、
正屈折力第2レンズ群と、
負屈折力第3レンズ群と、
第2反射ミラーを有する第2光学装置と、
負屈折力第4レンズ群と、を備え、
前記第1光学装置、前記正屈折力第1レンズ群、前記正屈折力第2レンズ群、前記負屈折力第3レンズ群、前記第2光学装置及び前記負屈折力第4レンズ群は物体側から像側にかけて順に配列されることを特徴とする、
アレイレンズシステム。 - 前記第2光学装置は直角プリズムを備えることを特徴とする、請求項1に記載のアレイレンズシステム。
- 前記正屈折力第1レンズ群は物体側から像側にかけて凸面第1レンズと、アパーチャと、平面第2レンズと、凹面第3レンズとを順に備えることを特徴とする、請求項1に記載のアレイレンズシステムズ。
- 前記正屈折力第2レンズ群は物体側から像側にかけて凸面第4レンズと、平面第5レンズと、凹面第6レンズとを順に備えることを特徴とする、請求項3に記載のアレイレンズシステム。
- 前記負屈折力第3レンズ群は物体側から像側にかけて凹面第7レンズ及び平面第8レンズを順に備えることを特徴とする、請求項4に記載のアレイレンズシステム。
- 前記負屈折力第4レンズ群は物体側から像側にかけて凹面第9レンズ及び平面第10レンズを順に備えることを特徴とする、請求項5に記載のアレイレンズシステム。
- 前記凸面第1レンズ、前記凸面第4レンズ及び前記凹面第6レンズの屈折率は1.512から1.52の間であることを特徴とする、請求項5に記載のアレイレンズシステム。
- 前記凸面第1レンズ、前記凸面第4レンズ及び前記凹面第6レンズのアッベ数は48.7から56.5の間であることを特徴とする、請求項5に記載のアレイレンズシステム。
- 前記凸面第1レンズのアッベ数及び前記凹面第3レンズのアッベ数の差値は17から25の間であることを特徴とする、請求項5に記載のアレイレンズシステム。
- 前記平面第2レンズ、前記平面第5レンズ、前記平面第8レンズ及び前記平面第10レンズの屈折率は1.5から1.6の間であることを特徴とする、請求項6に記載のアレイレンズシステム。
- 前記平面第2レンズ、前記平面第5レンズ、前記平面第8レンズ及び前記平面第10レンズのアッベ数は40から60の間であることを特徴とする、請求項6に記載のアレイレンズシステム。
- 前記正屈折力第2レンズ群の焦点距離及び前記正屈折力第1レンズ群の焦点距離の比率は0.01から0.28の間であることを特徴とする、請求項1に記載のアレイレンズシステム。
- 前記負屈折力第4レンズ群は物体側から像側にかけて平面第11レンズと、凹面第12レンズと、平面第13レンズとを順に備えることを特徴とする、請求項5に記載のアレイレンズシステム。
- 前記平面第2レンズ、前記平面第5レンズ、前記平面第8レンズ、前記平面第11レンズ及び前記平面第13レンズの屈折率は1.5から1.6の間であることを特徴とする、請求項13に記載のアレイレンズシステム。
- 前記平面第2レンズ、前記平面第5レンズ、前記平面第8レンズ、前記平面第11レンズ及び前記平面第13レンズのアッベ数は40から60の間であることを特徴とする、請求項13に記載のアレイレンズシステム。
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---|---|---|---|
JP2015229605A JP2017097185A (ja) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | アレイレンズシステム |
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JP2015229605A JP2017097185A (ja) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | アレイレンズシステム |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114721131A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-07-08 | 三星电机株式会社 | 光学成像*** |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015025802A1 (ja) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 拡大内視鏡光学系 |
US20150286033A1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Qualcomm Incorporated | Auto-focus in low-profile folded optics multi-camera system |
-
2015
- 2015-11-25 JP JP2015229605A patent/JP2017097185A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015025802A1 (ja) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 拡大内視鏡光学系 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170404 |