KR100711116B1 - Zoom lens - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고화소화에 대응하면서 특히, 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 저가격이고 콤팩트한 줌렌즈를 실현하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to realize a low-cost and compact zoom lens suitable for mounting on a small information terminal device while responding to high pixel size.
이를 위해, 물체측으로부터 순서대로 부(負) 제 1군(11)과 정(正)의 제 2군(12)과 정의 제 3군(13)을 구비하고, 줌(zoom)시에 제 1군(11)과 제 2군(12)이 이동한다. 제 1군(11)은 구면 또는 비구면(非球面) 렌즈로 이루어지는 부 렌즈[제 1렌즈(Gl)]와, 물체측으로 볼록면을 향한 정 메니스커스(meniscus) 구면 렌즈(제 2렌즈(G2)]로 구성되고, 제 2군(12)은 근축(近軸) 근방에 있어서 양쪽 볼록형상의 플라스틱 비구면 렌즈[제 3렌즈(G3)]와, 양쪽 볼록형상의 구면 렌즈[제 4렌즈(G4)]와, 제 4렌즈(G4)에 접합된 양쪽 오목형상의 구면 렌즈[제 5렌즈(G5)]로 구성되고, 제 3군(13)은 상측(像側)으로 볼록면을 향한 구면 또는 비구면의 정 렌즈[제 6렌즈(G6)] 1매만으로 구성되어 있다. 제 1렌즈(G1) 또는 제 6렌즈(G6) 중 적어도 1매는 플라스틱 렌즈로 구성되어 있다.To this end, the first group 11, the second group 12 positive, and the third group 13 positive are provided in order from the object side, and the first group at the time of zooming is provided. The group 11 and the second group 12 move. The first group 11 includes a sub-lens (first lens Gl) consisting of a spherical or aspherical lens and a positive meniscus spherical lens (second lens G2 facing the convex surface toward the object side). ), And the second group 12 includes both convex plastic aspherical lenses (third lens G3) and both convex spherical lenses [fourth lens G4] near the paraxial axis. And both concave spherical lenses (fifth lens G5) bonded to the fourth lens G4, and the third group 13 is spherical or aspheric facing the convex surface toward the image side. It consists of only one positive lens (sixth lens G6) At least one of the 1st lens G1 or the 6th lens G6 is comprised by a plastic lens.
줌렌즈 zoom lens
Description
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 줌렌즈의 일구성예를 나타내는 것이고, 실시예1에 대응하는 렌즈 단면도,1 shows an example of a configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention, the lens sectional view corresponding to Example 1,
도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 줌렌즈의 다른 구성예를 나타내는 것이고, 실시예2에 대응하는 렌즈 단면도,2 shows another example of the configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 줌렌즈의 다른 구성예를 나타내는 것이고, 실시예3에 대응하는 렌즈 단면도,3 shows another example of the configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 의한 줌렌즈의 다른 구성예를 나타내는 것이고, 실시예4에 대응하는 렌즈 단면도,4 shows another example of the configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예1에 의한 줌렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면,5 is a view showing lens data of a zoom lens according to the first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예2에 의한 줌렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면,6 is a view showing lens data of a zoom lens according to the second embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예3에 의한 줌렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면,7 is a view showing lens data of a zoom lens according to the third embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 실시예4에 의한 줌렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면,8 is a view showing lens data of a zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 각 실시예에 의한 줌렌즈가 만족하는 조건식에 관한 값을 나타내는 도면,9 is a view showing a value regarding a conditional expression satisfied by a zoom lens according to each embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시예1에 의한 줌렌즈의 광각단(廣角端)에서의 구면수차(球面收差), 비점수차(非点收差), 및 디스토션(distortion)을 나타내는 수차도,10 is aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 실시예1에 의한 줌렌즈의 망원단(望遠端)에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,Fig. 11 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 실시예2에 의한 줌렌즈의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,12 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명의 실시예2에 의한 줌렌즈의 망원단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,Fig. 13 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention;
도 14는 본 발명의 실시예3에 의한 줌렌즈의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,14 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention;
도 15는 본 발명의 실시예3에 의한 줌렌즈의 망원단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,15 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention;
도 16은 본 발명의 실시예4에 의한 줌렌즈의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도,16 is aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention;
도 17은 본 발명의 실시예4에 의한 줌렌즈의 망원단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션을 나타내는 수차도.Fig. 17 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention.
[부호의 설명][Description of the code]
11 : 제 1군 12 : 제 2군11: first group 12: second group
13 : 제 3군 GC : 커버 유리13: 3rd group GC: cover glass
G1∼G6 : 제 1렌즈∼제 6렌즈G1 to G6: first to sixth lenses
Ri : 물체측으로부터 제 i번째 렌즈면의 곡률반경Ri: radius of curvature of the i-th lens surface from the object side
Di : 물체측으로부터 제 i번째와 제 i+1번째 렌즈면의 면간격Di: Surface spacing between the i th and i + 1 th lens surfaces from the object side
Simg : 결상면(結像面)(촬상면) Z1 :광축Simg: imaging plane (imaging plane) Z1: optical axis
본 발명은 예를 들면 카메라 부착 휴대전화나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 줌렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a zoom lens suitable for mounting on a small information terminal device such as a cellular phone with a camera or a personal digital assistant (PDA).
최근, 퍼스널 컴퓨터의 일반 가정 등으로의 보급에 따라 촬영한 풍경이나 인물상 등의 화상정보를 퍼스널 컴퓨터에 입력할 수 있는 디지털 스틸 카메라(이하, 단지 디지탈 카메라라고 함)가 급속히 보급되고 있다. 또한, 휴대전화의 고기능화에 따라 소형의 촬상 모듈을 탑재한 카메라 부착 휴대전화도 급속히 보급되고 있다. 기타, PDA 등의 소형의 정보 단말기기에 있어서도 촬상 모듈을 탑재한 것이 보급되고 있다.Background Art In recent years, digital still cameras (hereinafter, simply referred to as digital cameras) capable of inputting image information such as landscapes and portraits photographed in a personal computer in accordance with the widespread use of personal computers and the like are rapidly spreading. In addition, with the high functionality of mobile phones, mobile phones with cameras equipped with small imaging modules are also rapidly spreading. In addition, small-capacity information terminal devices such as PDAs are also widely used with mounting imaging modules.
이들 촬상 기능을 갖춘 기기에서는 CCD(Charge Coupled Device : 전하결합 소자)나 CMOS(Complementary Metal 0xide Semiconductor) 등의 촬상 소자가 사용되어 있다. 이들 촬상 소자는 최근, 대단히 소형화 및 고화소화가 진행되고 있고, 이에 따라 촬상 기기본체 및 그것에 탑재되는 렌즈에도 높은 해상성능과 함께 구성의 컴팩트화가 요구되고 있다. 예를 들면, 카메라 부착 휴대전화 등에 있어서도 100만 화소이상의 메가 픽셀 대응의 것이 실용화되고, 성능면에 대한 요구도 높아지고 있다.In devices with these imaging functions, imaging devices such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal 0xide Semiconductor) are used. In recent years, these image pickup devices have been greatly downsized and have a high pixel size. Accordingly, the image pickup device body and the lens mounted thereon are also required to have high resolution and compact structure. For example, in the case of a mobile phone with a camera or the like, megapixels or more corresponding to 1 million pixels or more are put to practical use, and the demand for performance is also increasing.
그런데, 촬상 소자를 사용한 촬상 기기에 있어서 줌 기능을 실현하는 방법으 로서는 광학 줌방식과 전자 줌방식이 있다. 광학 줌방식은 촬영 렌즈로서 줌렌즈를 탑재하고, 광학적으로 촬영 배율을 바꾼 것이다. 전자 줌방식은 신호처리에 의해 화상을 트리밍(trimming)하는 등으로 해서 전자적으로 피사체상(被寫體像)의 크기를 바꾸도록 한 것이다. 일반적으로, 광학 줌방식 쪽이 전자 줌방식보다도 높은 해상성능을 얻을 수 있다. 이 때문에, 높은 해상성능으로 줌을 행할 경우에는 광학 줌방식 쪽이 바람직하다.By the way, the optical zoom method and the electronic zoom method are two methods for realizing a zoom function in an imaging device using an imaging device. The optical zoom system is equipped with a zoom lens as a photographing lens and optically changes the photographing magnification. The electronic zoom method is to electronically change the size of a subject image by trimming an image by signal processing or the like. In general, the optical zoom method can obtain a higher resolution than the electronic zoom method. For this reason, when zooming with high resolution, the optical zoom method is preferable.
종래, 디지탈 카메라 등에 사용되는 비교적 소형의 줌렌즈로서는, 예를 들면 이하의 특허문헌1에 기재된 것이 있다. 특허문헌1에는 전체로서 5매 또는 6매의 렌즈로 구성된 2군 줌방식의 줌렌즈가 기재되어 있다.Conventionally, as a comparatively small zoom lens used for a digital camera etc., there exist some which were described in following
[특허문헌1] 일본특허공개 2003-270533호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-270533
카메라 부착 휴대전화 등의 소형의 정보 단말기기에 있어서는, 종래, 가격이나 소형화의 점에서 고정 초점 렌즈를 사용하고 있는 것이 일반적이지만, 최근의 고기능화, 다기능화에 따라 줌 기능으로의 요구가 있다. 그 때문에, 최근에는 고정 초점 렌즈를 사용한 카메라 부착 휴대전화 등에 있어서도 전자 줌방식을 채용함으로써 줌 기능을 실현하고 있는 것이 있다. 그렇지만, 전자 줌방식의 경우 상(像)의 확대율이 커질수록 해상도가 열화하므로, 최근의 촬상 소자의 고화소화에 대응하는 것이 어려워지고 있다.BACKGROUND ART In a small information terminal device such as a cellular phone with a camera, a fixed focus lens is generally used in terms of price and size, but there is a demand for a zoom function in recent years due to high performance and multifunction. Therefore, in recent years, the zoom function has been realized by adopting the electronic zoom method even in a mobile phone with a camera using a fixed focus lens. However, in the case of the electronic zoom system, the resolution deteriorates as the magnification of the image increases, so that it is difficult to cope with the recent high pixel resolution.
따라서, 카메라 부착 휴대전화 등에 있어서도 줌렌즈를 탑재하고, 광학 줌방식을 채용하는 것이 고려된다. 이 경우, 종래의 디지탈 카메라용으로 개발된 고성 능의 줌렌즈를 그대로 사용하는 것은 가격면과 컴팩트성의 점에서 현실적이지 않다. 상기 특허문헌1에 기재된 줌렌즈도 디지탈 카메라용으로서는 비교적 적은 렌즈 매수로 소형화도 도모되어 있지만, 소형의 정보 단말기기에 사용할 경우에는 이것보다도 더욱 소형화가 도모되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 종래에도 3매 정도로 구성된 저가격이고 콤팩트한 줌렌즈가 개발되어 있지만, 그것으로는 고화소에 대응하는 것이 어려워진다.Therefore, it is conceivable to mount a zoom lens and adopt an optical zoom method also in a cellular phone with a camera. In this case, using the high-performance zoom lens developed for a conventional digital camera as it is is not practical in terms of cost and compactness. The zoom lens described in
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고화소화에 대응하면서 특히, 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 저가격이고 콤팩트한 광학계를 실현할 수 있는 줌렌즈를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a zoom lens capable of realizing a low cost and compact optical system suitable for mounting on a small information terminal device, while responding to high pixel size.
본 발명에 의한 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 부(負)의 굴절력을 갖는 제 1군과 정(正)의 굴절력을 갖는 제 2군과 정의 굴절력을 갖는 제 3군을 구비하고, 줌(zoom)시에 제 1군과 제 2군이 광축(光軸) 상을 이동하도록 구성되어 있다. 제 1군은 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어지는 부의 굴절력의 제 1렌즈와, 물체측으로 볼록면을 향한 정의 메니스커스(meniscus)의 구면 렌즈로 이루어지는 제 2렌즈로 구성되어 있다. 제 2군은 근축(近軸) 근방에 있어서 양쪽 볼록형상의 플라스틱 비구면 렌즈로 이루어지는 제 3렌즈와, 양쪽 볼록형상의 구면 렌즈로 이루어지는 제 4렌즈와, 양쪽 오목형상의 구면 렌즈로 이루어지고 제 4렌즈에 접합된 제 5렌즈로 구성되어 있다. 제 3군은 상측(像側)으로 볼록면을 향한 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어지는 정의 굴절력의 제 6렌즈 1매만으로 구성되어 있다. 또 한, 제 1렌즈 또는 제 6렌즈의 적어도 1매가 플라스틱 렌즈로 구성되어 있다. 또한, 이하의 조건식(1)∼(4)를 만족하도록 구성되어 있다.The zoom lens according to the present invention includes a first group having negative refractive power and a second group having positive refractive power and a third group having positive refractive power in order from the object side. In this case, the first group and the second group are configured to move on the optical axis. The first group is composed of a first lens of negative refractive power composed of a spherical lens or an aspherical lens, and a second lens composed of a positive meniscus spherical lens facing the convex surface toward the object side. The second group consists of a third lens composed of both convex plastic aspherical lenses in the vicinity of the paraxial axis, a fourth lens composed of both convex spherical lenses, and a concave spherical lens of both concave shapes. And a fifth lens joined together. The third group is composed of only one sixth lens having positive refractive power composed of a spherical lens or an aspherical lens facing the convex surface toward the image side. In addition, at least one sheet of the first lens or the sixth lens is composed of a plastic lens. Moreover, it is comprised so that the following conditional expressions (1)-(4) may be satisfied.
2.0 < ft/fw < 4.0 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (1)2.0 <ft / fw <4.0 (1)
4.0 < TCLw/fw < 5.0 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (2)4.0 <TCLw / fw <5.0 (2)
-2.0 < φ1/φ3 < -0.5 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (3)-2.0 <φ1 / φ3 <-0.5 (3)
νd(G3) > 45 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (4)νd (G3)> 45 (4)
단, ft는 망원단(望遠端)에서의 전계(全系)의 초점거리, fw는 광각단(廣角端)에서의 전계의 초점거리, TCLw는 광각단에서의 전장(全長), φ1은 제 1군의 굴절력, φ3은 제 3군의 굴절력, νd(G3)는 제 3렌즈의 아베(Abbe)수를 나타낸다.Where ft is the focal length of the electric field at the telephoto end, fw is the focal length of the electric field at the wide-angle end, TCLw is the full length at the wide-angle end, and φ1 is zero. The refractive power of
본 발명에 의한 줌렌즈에서는, 제 1군과 제 2군을 광축 상에서 이동시킴으로써 줌이 행해진다. 포커스 조정은 제 3군에서 행하도록 해도 좋지만, 제 3군을 줌시 및 포커스 조정시에 고정으로 한 쪽이 이동군을 적게 한다고 하는 점에서는 유리해진다. 제 3군을 고정군으로 한 경우, 포커스 조정은 예를 들면 제 1군단체, 또는 제 l군과 제 2군을 근거리 촬영시에 앞쪽에 계속 출력함으로써 행해진다.In the zoom lens according to the present invention, zooming is performed by moving the first group and the second group on the optical axis. The focus adjustment may be performed in the third group, but it is advantageous in that the one fixed by the third group when zooming and focus adjustment reduces the moving group. In the case where the third group is a fixed group, the focus adjustment is performed by continuously outputting the first group group, or the first group and the second group to the front during close-up photography.
이 줌렌즈에서는 3군 6매 구성으로 해서 종래의 3매 정도의 간이한 줌렌즈에 비해서 렌즈 매수를 증가함으로써 수차가 양호하게 보정되어 있다. 특히, 축 상의 색수차(色收差)를 경감하기 위해서 제 2군에 접합 렌즈가 사용되어 있다. 또한, 전장을 짧게 하기 위해서 비구면 렌즈가 다용되어 있다. 이것에 더하여, 각 조건식을 만족해서 파워 배분 등을 적절하게 함으로써 전장이 짧아 컴팩트하고, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈가 얻어진다. 또한, 플라스틱 렌즈를 다용함으로써 저가격화 가 도모되어 있다.In this zoom lens, the aberration is well corrected by increasing the number of lenses as compared with the conventional simple zoom lens of about three elements in a three-group six-element configuration. In particular, in order to reduce chromatic aberration on the axis, a bonding lens is used in the second group. In addition, aspherical lenses are frequently used to shorten the overall length. In addition to this, by satisfying each conditional expression and appropriately distributing power and the like, a shorter electric field is obtained, and a high-performance lens corresponding to high pixel is obtained. In addition, the cost reduction is achieved by using a large number of plastic lenses.
이 줌렌즈에 있어서, 제 3렌즈 상측의 면은 주변으로 감에 따라서 근축 근방과는 다른 부호의 곡률을 갖는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 바람직한 조건을 필요에 따라서 적당히 채용함으로써 수차의 보정에 더욱 유리해진다.In this zoom lens, it is preferable that the surface of the image side of the third lens has a shape having a curvature of a sign different from the vicinity of the paraxial axis as it goes to the periphery. It is further advantageous to correct aberration by appropriately employing these preferable conditions as necessary.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 줌렌즈의 일구성예를 나타내고 있다. 이 구성예는 후술하는 제 1수치실시예[도 5(A)∼(C)]의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 또한, 도 2∼도 4는 본 실시형태에 의한 줌렌즈의 다른 구성예를 나타내고 있다. 도 2∼도 4의 구성예는 후술하는 제 2∼제 4수치실시예[도 6(A)∼(C), 도 7(A)∼(C), 및 도 8(A)∼(C)]의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 또한, 도 1∼도 4는 광각단에서의 렌즈 배치를 나타낸다.1 shows an example of the configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention. This configuration example corresponds to the lens configuration of the first numerical embodiment (Figs. 5A to 5C) described later. 2 to 4 show another example of the configuration of the zoom lens according to the present embodiment. 2 to 4 are examples of second to fourth numerical examples described later (Figs. 6A to 6C, 7A to 7C, and 8A to 8C). ] Lens configuration. 1 to 4 show the lens arrangement at the wide-angle end.
도 1∼도 4에 있어서, 부호 Ri는 조리개(St)도 포함해서 가장 물체측의 구성 요소의 면을 1번째로서 상측(결상측)을 향함에 따라 순차 증가하도록 해서 부호를 붙인 i번째(i=1∼14) 면의 곡률반경을 나타낸다. 부호 Di는 i번째 면과 i+1번째 면의 광축(Z1) 상의 면간격을 나타낸다. 또한, 각 구성예 모두 기본적인 구성은 같으므로, 이하에서는 도 1에 나타낸 줌렌즈의 구성을 기본으로 해서 설명한다.1 to 4, the symbol Ri denotes the i-th symbol (i), which is sequentially increased as the surface of the component on the object side toward the upper side (image forming side) as the first as well as the aperture St. = 1 to 14) the curvature radius of the surface. The symbol Di represents the surface spacing on the optical axis Z1 of the i-th surface and the i + 1th surface. In addition, since each structure example is the same in basic structure, it demonstrates based on the structure of the zoom lens shown in FIG. 1 below.
이 줌렌즈는 특히, 소형의 촬상 소자를 사용한 촬상 기기, 예를 들면 카메라 부착 휴대전화 등의 소형의 정보 단말기기에 탑재하기에 적절한 것이다. 이 줌렌즈는 광축(Z1)을 따라 부의 굴절력을 갖는 제 1군(11)과, 정의 굴절력을 갖는 제 2군(l2)과, 정의 굴절력을 갖는 제 3군(13)을 구비하고 있다. 조리개(St)는 제 2군 (12)의 물체측에 설치되어 있다.This zoom lens is particularly suitable for mounting on an imaging device using a small imaging device, for example, a small information terminal such as a mobile phone with a camera. This zoom lens comprises a
이 줌렌즈의 결상면(촬상면)(Simg)에는 도시하지 않은 CCD 등의 촬상 소자가 배치된다. 최종 렌즈군인 제 3군(13)과 촬상면(Simg)의 사이에는 렌즈를 장착하는 카메라측의 구성에 따라서 여러가지 광학부재가 배치되어 있어도 좋다. 도 1의 구성예에서는 촬상면(Simg)을 보호하기 위한 커버 유리(GC)가 배치되어 있다. 기타, 적외선 컷오프 필터(cut-off filter)나 로패스 필터(low-pass filter) 등의 광학부재가 배치되어 있어도 좋다.An imaging device such as a CCD (not shown) is disposed on an imaging surface (imaging surface) (Simg) of the zoom lens. Various optical members may be arrange | positioned between the
이 줌렌즈는 2군 줌방식으로 되어 있고, 제 1군(11)과 제 2군(12)을 광축 상에서 이동시킴으로써 줌이 행해지도록 되어 있다. 제 1군(11)과 제 2군(12)은 광각단으로부터 망원단으로 주밍(zooming)함에 따라 대충 도 1에 실선으로 나타낸 궤적을 그리도록 이동한다. 포커스 조정은 예를 들면 제 3군(13)에서 행하도록 되어 있다. 단, 제 3군(13)을 고정군으로 해서 예를 들면 제 1군(11)단체, 또는 제 1군(11)과 제 2군(12)의 쌍방을 근거리 촬영시에 앞측에 계속 출력함으로써 포커스 조정을 행하도록 해도 좋다.This zoom lens is a two-group zoom system, and zooming is performed by moving the
제 1군(11)은 제 1렌즈(G1)와 제 2렌즈(G2)로 구성되어 있다. 제 1렌즈(G1)는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어지고, 부의 굴절력을 갖고 있다. 제 1렌즈(G1)를 비구면 렌즈로 한 경우, 플라스틱 렌즈로 구성하는 것이 바람직하다. 제 1렌즈(G1)는 메니스커스형상 외에, 도 2∼도 4의 구성예와 같이 양쪽 오목형상이어도 좋다. 제 2렌즈(G2)는 물체측으로 볼록면을 향한 정의 메니스커스의 구면 렌즈로 되어 있다.The
제 2군(12)은 제 3렌즈(G3), 제 4렌즈(G4), 및 제 5렌즈(G5)로 구성되어 있다. 제 4렌즈(G4) 및 제 5렌즈(G5)는 접합 렌즈로 되어 있다. 제 3렌즈(G3)는 플라스틱의 비구면 렌즈이며, 근축 근방에 있어서 양쪽 볼록형상으로 되어 있다. 제 3렌즈(G3)의 상측의 면은 주변으로 감에 따라서 근축 근방과는 다른 부호의 곡률을 갖는 형상, 즉 근축 근방에 있어서 상측으로 볼록형상이고 주변으로 감에 따라서 오목형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 제 4렌즈(G4)는 양쪽 볼록형상의 구면 렌즈로 되어 있다. 제 5렌즈(G5)는 양쪽 오목형상의 구면 렌즈로 되어 있다.The
제 3군(13)은 제 6렌즈(G3) 1매만으로 구성되어 있다. 제 6렌즈(G6)는 상측으로 볼록면을 향한 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈로 이루어지고, 정의 굴절력을 갖고 있다. 제 6렌즈(G6)를 비구면 렌즈로 한 경우, 플라스틱 렌즈로 구성하는 것이 바람직하다.The
이 줌렌즈는 이하의 조건식(1)∼(4)을 만족하도록 구성되어 있다. 단, ft는 망원단에서의 전계의 초점거리, fw는 광각단에서의 전계의 초점거리, TCLw는 광각단에서의 전장, φ1은 제 1군의 굴절력, φ3은 제 3군(13)의 굴절력, νd(G3)은 제 3렌즈(G3)의 아베수를 나타낸다.This zoom lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) to (4). Where ft is the focal length of the electric field at the telephoto end, fw is the focal length of the electric field at the wide-angle end, TCLw is the electric field at the wide-angle end, φ1 is the refractive power of the first group, φ3 is the refractive power of the
2.0 < ft/fw < 4.0 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (1)2.0 <ft / fw <4.0 (1)
4.0 < TCLw/fw < 5.0 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (2)4.0 <TCLw / fw <5.0 (2)
-2.0 < φ1/φ3 < -0.5 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (3)-2.0 <φ1 / φ3 <-0.5 (3)
νd(G3) > 45 ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (4)νd (G3)> 45 (4)
다음에, 이상과 같이 구성된 줌렌즈의 작용 및 효과를 설명한다.Next, the operation and effects of the zoom lens constructed as described above will be described.
이 줌렌즈에서는 제 1군(11)과 제 2군(12)을 광축상에서 이동시킴으로써 줌이 행해진다. 포커스 조정은 제 3군(13)에서 행하도록 해도 좋지만, 제 3군(13)을 줌시 및 포커스 조정시에 고정으로 한 쪽이 이동군을 적게 한다고 하는 점에서는 유리해진다. 특히, 카메라 부착 휴대전화 등의 경우, 가동부분이 적은 쪽이 기계적인 강도나 견뢰성의 점에서 유리해지므로 바람직하다.In this zoom lens, zooming is performed by moving the
이 줌렌즈에서는 3군 6매 구성으로 해서 종래의 3매 정도의 간이한 줌렌즈에 비해서 렌즈 매수를 증가함으로써 수차가 양호하게 보정되어 있다. 특히, 제 2군(12)에 접합 렌즈가 사용되어 있음으로써 축 상의 색수차를 경감할 수 있다. 또한, 비구면 렌즈가 다용되어 있음으로써 수차를 양호하게 보정하면서, 전장을 짧게 할 수 있다. 이것에 더하여, 각 조건식을 만족해서 파워 배분 등을 적절하게 함으로써 전장이 짧아 콤팩트하고, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈가 얻어진다.In this zoom lens, the aberration is well corrected by increasing the number of lenses as compared with the conventional simple zoom lens of about three elements in a three-group six-element configuration. In particular, when the bonding lens is used in the
이 줌렌즈에서는 제 3렌즈(G3)를 플라스틱 렌즈로 하고, 제 1렌즈(G1) 또는 제 6렌즈(G6)의 적어도 1매를 플라스틱 렌즈로 해서 플라스틱 렌즈를 다용함으로써 저가격화가 도모된다. 플라스틱 렌즈는 유리에 비해서 온도에 의한 광학특성의 변화가 크다. 한편으로, 소형의 촬영 렌즈의 경우 최근에는 이동 기구로서 피에조(Piezo) 소자를 사용한 소형의 액츄에이터에 의해 복수의 이동군을 독립, 또한 자유롭게 이동 제어하는 것이 가능해지고 있다. 따라서, 온도에 의한 광학특성의 변화가 있다고 해도 그것을 보정하도록 예를 들면 제 1군(11)과 제 2군(12)을 이동 제어하는 것이 비교적 용이하고, 플라스틱 렌즈를 다용했다고 해도 그다지 문제가 되지 않는다. In this zoom lens, the third lens G3 is used as a plastic lens, and at least one of the first lens G1 or the sixth lens G6 is used as a plastic lens and the plastic lens is used abundantly. Plastic lenses have a larger change in optical characteristics due to temperature than glass. On the other hand, in the case of a small photographic lens, in recent years, a small actuator using a piezo element as a moving mechanism has made it possible to independently and freely control a plurality of moving groups. Therefore, even if there is a change in the optical characteristics due to temperature, it is relatively easy to control the movement of the
조건식 (1)은 줌비를 규정하는 것이다. 이 줌렌즈는 2배∼4배 정도의 줌비이면, 고화소화에 대응한 고성능을 유지할 수 있다. 조건식 (2)는 렌즈계의 전장에 관한 것이다. 조건식 (2)의 하한을 하회하고, 전장을 너무 짧게 하면, 특히 망원단에서의 성능을 유지하는 것이 곤란해진다. 또한, 조건식 (2)의 상한을 상회하면, 성능은 좋아지지만, 전장이 너무 길어져 실제로 제품화했을 경우의 시장경쟁력이 없어져 버린다.Conditional expression (1) is to define the zoom ratio. If the zoom lens has a zoom ratio of about 2 to 4 times, it is possible to maintain high performance corresponding to high pixels. Conditional Expression (2) relates to the overall length of the lens system. If it is less than the lower limit of the conditional formula (2) and the electric field is made too short, it becomes difficult to maintain the performance especially in a telephoto. In addition, when the upper limit of the conditional expression (2) is exceeded, the performance is improved, but the overall length becomes too long, and the market competitiveness when the product is actually produced is lost.
조건식 (3)은 제 1군(11)과 제 3군(13)의 파워비를 규정하는 것이다. 조건식 (3)의 하한을 하회하면, 전장을 작게 하는 점에서는 유리해지지만, 중심과 주변의 수차의 차가 너무 커지고, 밸런스가 좋은 렌즈계를 얻을 수 없게 된다. 상한을 넘으면 전장이 너무 커지므로 바람직하지 못하다. 조건식 (4)는 제 3렌즈(G3)의 아베수를 규정하는 것이다. 조건식 (4)를 만족하지 않으면 색수차를 적절하게 억제할 수 없어지므로 바람직하지 못하다.Conditional Expression (3) defines the power ratio of the
이상과 같이 해서, 본 실시형태에 의하면, 고화소화에 대응하면서 특히 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 저가격이고 콤팩트한 광학계를 실현할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, a low-cost and compact optical system suitable for mounting on a small information terminal device can be realized while corresponding to high pixel size.
[실시예]EXAMPLE
다음에, 본 실시형태에 의한 줌렌즈의 구체적인 수치실시예에 대해서 설명한다. 이하에서는 제 1∼제 4수치실시예(실시예1∼4)를 정리해서 설명한다. 도 5(A)∼(C)는 도 1에 나타낸 줌렌즈의 구성에 대응하는 구체적인 렌즈 데이터를 나타내고 있다. 또한, 도 6(A)∼(C), 도 7(A)∼(C), 및 도 8(A)∼(C)는 각각 도 2, 도 3 및 도 4에 나타낸 줌렌즈의 구성에 대응하는 구체적인 렌즈 데이터를 나타내고 있다. 또한, 도 5(A), 도 6(A), 도 7(A), 및 도 8(A)에는 그 실시예의 렌즈 데이터 중 기본적인 데이터 부분을 나타내고, 도 5(B), 도 6(B), 도 7(B), 및 도 8(B)에는 그 실시예의 렌즈 데이터 중 비구면 형상에 관한 데이터 부분을 나타낸다. 도 5(C), 도 6(C), 도 7(C), 및 도 8(C)에는 기타 데이터를 나타낸다.Next, a specific numerical example of the zoom lens according to the present embodiment will be described. In the following, the first to fourth numerical examples (Examples 1 to 4) are collectively described. 5A to 5C show specific lens data corresponding to the configuration of the zoom lens shown in FIG. 6 (A)-(C), 7 (A)-(C), and 8 (A)-(C) correspond to the configuration of the zoom lens shown in Figs. 2, 3 and 4, respectively. Specific lens data is shown. 5 (A), 6 (A), 7 (A) and 8 (A) show basic data parts of the lens data of the embodiment, and FIGS. 5 (B) and 6 (B). 7B and 8B show data portions relating to the aspherical shape among the lens data of the embodiment. 5 (C), 6 (C), 7 (C), and 8 (C) show other data.
도 5(A) 등의 각렌즈 데이터에 있어서의 면번호(Si)의 란에는 각 실시예의 줌렌즈에 대해서, 조리개(St), 커버 유리(GC)도 포함해서 가장 물체측의 구성 요소의 면을 1번째로 해서 상측을 향함에 따라 순차 증가하도록 해서 부호를 붙인 i번째(i=1∼14) 면의 번호를 나타내고 있다. 곡률반경(Ri)의 란에는 도 1 등에 있어서 붙인 부호 Ri에 대응시켜서, 물체측으로부터 i번째 면의 곡률반경의 값을 나타낸다. 면간격(Di)의 란에 대해서도 도 1 등에 있어서 붙인 부호에 대응시켜서, 물체측으로부터 i번째 면(Si)과 i+1번째 면(Si+1)의 광축 상의 간격을 나타낸다. 곡률반경(Ri) 및 면간격(Di)의 값의 단위는 밀리미터(mm)이다. Ndj, νdj의 란에는 커버 유리(GC)도 포함해서 물체측으로부터 j번째(j=1∼7) 광학요소의 d선(587.6nm)에 대한 굴절율 및 아베수의 값을 나타낸다.In the column number Si in the lens data of Fig. 5A and the like, the surface of the component on the most object side, including the iris St and the cover glass GC, is included for the zoom lens of each embodiment. The numbers of the i-th (i = 1 to 14) planes, which are designated as the first and are sequentially increased upward, are indicated. In the column of curvature radius Ri, the value of the curvature radius of the i-th surface from an object side is shown corresponding to code | symbol Ri shown in FIG. The space | interval of surface space Di also respond | corresponds to the code | symbol attached in FIG. 1 etc., and shows the space | interval on the optical axis of the i-th surface Si and the i + 1th surface Si + 1 from the object side. The unit of the value of the curvature radius Ri and the surface spacing Di is millimeter (mm). In the columns of Ndj and vdj, the refractive index and Abbe's number of the j-th (j = 1 to 7) optical element from the object side including the cover glass GC are also shown.
도 5(A) 등의 각 렌즈 데이터에 있어서, 면번호의 좌측에 붙여진 기호「*」는 그 렌즈면이 비구면 형상인 것을 나타낸다. 실시예1, 2의 줌렌즈는 제 3렌즈(G3)의 양면(S6,S7) 및 제 6렌즈(G6)의 양면(S11,S12)이 비구면 형상으로 되어 있다. 실시예3의 줌렌즈는 제 1렌즈(G1)의 양면(S1,S2) 및 제 3렌즈(G3)의 양면(S6,S7)이 비구면 형상으로 되어 있다. 실시예4의 줌렌즈는 제 1렌즈(G1)의 양면 (S1,S2) 및 제 3렌즈(G3)의 양면(S6,S7), 및 제 6렌즈(G6)의 양면(S11,S12)이 비구면 형상으로 되어 있다. 이들 비구면 렌즈는 모두 플라스틱 렌즈로 되어 있다. 도 5(A) 등의 기본 렌즈 데이터에는 이들 비구면의 곡률반경으로서 광축근방(근축 근방)의 곡률반경의 수치를 나타내고 있다. In each lens data of Fig. 5 (A) or the like, the symbol " * " attached to the left side of the surface number indicates that the lens surface is aspheric. In the zoom lenses of the first and second embodiments, both surfaces S6 and S7 of the third lens G3 and both surfaces S11 and S12 of the sixth lens G6 are aspheric. In the zoom lens of Example 3, both surfaces S1 and S2 of the first lens G1 and both surfaces S6 and S7 of the third lens G3 are aspheric. In the zoom lens of Example 4, both surfaces S1 and S2 of the first lens G1 and both surfaces S6 and S7 of the third lens G3 and both surfaces S11 and S12 of the sixth lens G6 are aspherical. It is shaped. These aspherical lenses are all made of plastic lenses. In the basic lens data of Fig. 5A and the like, numerical values of the radius of curvature near the optical axis (near the paraxial axis) are shown as the radius of curvature of these aspherical surfaces.
도 5(B) 등의 각 비구면 데이터의 수치에 있어서, 기호 "E"는 그 다음에 이어지는 수치가 10을 밑수로 한 "거듭제곱지수"인 것을 나타내고, 그 10을 밑수로 한 지수함수로 표시되는 수치가 "E" 앞의 수치에 승산되는 것을 나타낸다. 예를 들면, 「1.0E-02」이면, 「1.0×10-2」인 것을 나타낸다.In the numerical values of the aspheric data in Fig. 5B and the like, the symbol "E" indicates that the subsequent numerical value is the "square power index" with 10 as the base, and is represented by the exponential function with 10 as the base. Indicates that the value to be multiplied by the value before "E". For example, "1.0E-02" shows that "1.0x10 <-2>".
각 비구면 데이터에는 이하의 식 (A)에 의해 표시되는 비구면 형상의 식에 있어서의 각 계수 Ai,KA의 값을 적는다. Z는, 보다 상세하게는 광축으로부터 높이 h의 위치에 있는 비구면 상의 점으로부터 비구면의 정점의 접평면(광축에 수직한 평면)에 내린 수선의 길이(mm)를 나타낸다.In each aspherical surface data, the value of each coefficient Ai and KA in the aspherical surface formula shown by following formula (A) is written. In more detail, Z represents the length (mm) of the perpendicular | vertical line which fell from the point on the aspherical surface at the position of height h from an optical axis to the tangent plane (plane perpendicular | vertical to an optical axis) of the aspherical vertex.
Z = Cㆍh2/{1+(1-KAㆍC2ㆍh2)1/2}+ΣAiㆍhi ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ (A)Z = C · h 2 / {1+ (1-KA, C 2 h 2 ) 1/2 } + Σ A i h i ...
단, Z : 비구면의 깊이(mm)Z is the depth of aspherical surface (mm)
h : 광축으로부터 렌즈면까지의 거리(높이)(mm) h: Distance (height) from the optical axis to the lens surface (mm)
KA : 이심율(離心率) KA: eccentricity
C : 근축 곡률=1/R (R:근축 곡률반경) C: paraxial curvature = 1 / R (R: paraxial curvature radius)
Ai : 제 i번째(i=4,6,8,10) 비구면 계수A i : i-th (i = 4,6,8,10) aspherical surface coefficient
각 실시예의 줌렌즈 모두 변배에 따라 제 1군(11) 및 제 2군(12)이 광축 상을 이동하기 때문에, 이들 각 군의 전후의 면간격(D4,D10)의 값은 가변으로 되고 있다. 이들 면간격(D4,Dl0)의 변배시의 데이터로서 광각단 및 망원단에 있어서의 각 실시예의 값을 도 5(C), 도 6(C), 도 7(C), 및 도 8(C)에 나타낸다.Since the
도 9에 상술한 조건식 (1)∼(4)에 관한 값을 각 실시예에 대해서 정리해서 나타낸다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 각 실시예의 값이 각 조건식 (1)∼(4)의 수치범위 내로 되어 있다.The values concerning the conditional formulas (1) to (4) described above in FIG. 9 are collectively shown for each example. As shown in FIG. 9, the value of each Example is in the numerical range of each conditional formula (1)-(4).
도 10(A)∼(C)는 실시예1의 줌렌즈에 있어서의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 및 디스토션(왜곡 수차)를 나타내고 있다. 도 11(A)∼(C)는 망원단에서와 같은 수차를 나타내고 있다. 각 수차도에는 d선을 기준파장으로 한 수차를 나타내지만, 구면수차도에는 g선(파장435.8nm), C선(파장656.3nm)에 대한 수차도 나타낸다. 비점수차도에 있어서 실선은 사지털(sagittal) 방향, 파선은 탄젠셜(tangential) 방향의 수차를 나타낸다. FNO.는 F값, ω은 반화각(半畵角)을 나타낸다.10A to 10C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) at the wide-angle end in the zoom lens of the first embodiment. 11A to 11C show the same aberration as in the telephoto end. The aberration diagrams show aberrations based on the d-line, but the spherical aberration diagrams also show aberrations for the g line (wavelength 435.8 nm) and the C line (wavelength 656.3 nm). In the astigmatism diagram, the solid line indicates aberration in the sagittal direction and the dashed line indicates aberration in the tangential direction. FNO. Is an F value, and ω represents a half angle of view.
마찬가지로 해서, 실시예2에 대한 여러 수차를 도 12(A)∼(C)[광각단(廣角端)], 및 도 13(A)∼(C)[망원단(望遠端)]에 나타낸다. 실시예3에 대한 여러 수차를 도 14(A)∼(C)(광각단), 및 도 15(A)∼(C)(망원단)에 나타낸다. 실시예4에 대한 여러 수차를 도 16(A)∼(C)(광각단), 및 도 17(A)∼(C)(망원단)에 나타낸다.Similarly, various aberrations for the second embodiment are shown in Figs. 12A to 12C (wide-angle end), and Figs. 13A to 13C (telephoto end). Various aberrations for Example 3 are shown in Figs. 14A to 14C (wide end) and 15A to 15C (telephoto end). Various aberrations for Example 4 are shown in Figs. 16A to 16C (wide end) and 17A to 17C (telephoto end).
이상의 각 수치데이터 및 각수차도로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예에 대해서 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 콤팩트하고 고성능의 광학계가 실현될 수 있다.As can be seen from the numerical data and the aberration diagrams described above, a compact and high-performance optical system suitable for mounting on a small information terminal device can be realized for each embodiment.
또한, 본 발명은 상기 실시형태 및 각 실시예에 한정되지 않고 여러가지 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 각 렌즈 성분의 곡률반경, 면간격 및 굴절율의 값 등은 상기 각 수치실시예로 나타낸 값에 한정되지 않고, 다른 값을 취할 수 있다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation is possible. For example, the values of curvature radius, surface spacing, refractive index, and the like of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, but may take other values.
본 발명에 의한 줌렌즈에 의하면, 3군 6매 구성으로 해서 비구면 렌즈나 플라스틱 렌즈를 적절하게 사용하고, 각 조건식을 만족해서 파워 배분 등이 적절하게 되도록 구성했으므로, 고화소화에 대응하면서, 특히 소형의 정보 단말기기로의 탑재에 적합한 저가격이고 콤팩트한 광학계를 실현할 수 있다.According to the zoom lens according to the present invention, aspherical lenses and plastic lenses are suitably used in the configuration of six elements in three groups, and the power distribution and the like are satisfied by satisfying each conditional expression. A low cost and compact optical system suitable for mounting on an information terminal device can be realized.
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