KR100821586B1 - 2초점 전환형 결상렌즈 - Google Patents

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Abstract

변배시에 제1렌즈군이 고정으로 되고, 콤팩트성이 우수하며, 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있는, 휴대 모바일 등의 촬상렌즈로서 바람직한 2초점 전환형 결상렌즈를 제공한다.
네거티브의 제1군(G1), 포지티브의 제2군(G2), 포지티브의 제3군(G3)으로 이루어지고, 제2군(G2)을 2초점 위치 사이에서 광축(X)을 따라 이동시켜 광각, 망원의 전환을 행한다. 제1군(G1)은, 적어도 한쪽이 비구면 렌즈로 된, 네거티브 렌즈(L1) 및 포지티브 렌즈(L2), 제2군(G2)은, 접합 렌즈(L3,L4)와 비구면 단일 렌즈(L5), 제3군(G3)은, 1개의 포지티브 렌즈(L6)로 이루어진다. 또한, 소정의 조건식(1)~(8)을 만족한다.

Description

2초점 전환형 결상렌즈{DUAL-FOCUS SWITCHABLE LENS}
도 1은 본 발명의 실시예1(실시형태)에 따른 2초점 전환형 결상렌즈의 기본구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 2초점 전환형 결상렌즈의, 광각단(廣角端)으로부터 망원단(望遠端)을 향해 제2렌즈군(G2)을 이동시켰을 때의 초점위치의 변화, 및 광각단 및 망원단에 있어서의 무한원시 및 지근시의 렌즈 배치도이다.
도 3은 본 발명의 실시예4에 따른 2초점 전환형 결상렌즈의 기본구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 실시예1의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
도 5는 실시예2의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
도 6은 실시예3의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
도 7은 실시예4의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
G1~G3 : 렌즈군 L1~L6 : 렌즈
X : 광축 1 : 결상면
2 : 조리개 3 : 필터부
본 발명은 3군 구성의 2초점 전환형 결상렌즈에 관한 것으로, 특히, 광각화이며, 광각과 망원의 변배비가 1.9 이상으로 되고, 휴대 모바일 등에 탑재되는 매우 소형의 촬상렌즈로서 바람직한 2초점 전환형 결상렌즈에 관한 것이다.
최근, 소형의 디지털 카메라 등에 탑재되는 소형의 결상렌즈가 각종으로 개발되어 있다.
이들 중에서도, 줌 기능을 갖고, 3군 6개의 간이한 구성이며, 광학성능이 양호한 결상렌즈로서 하기 특허문헌1 및 하기 특허문헌2의 것이 알려져 있다.
한편, 현재, 휴대전화 등의 휴대 모바일에 탑재하는 촬상렌즈에 대한 수요가 급속하게 높아지고 있다.
이러한 휴대 모바일에 탑재하는 촬상렌즈에 있어서는, 하기 특허문헌1 및 하기 특허문헌2에 기재된 디지털 카메라 등의 일반의 카메라에 탑재되는 정도로, 고화질화, 저디스토션화 등의 고성능화가 요망되는 한편, 휴대 모바일의 콤팩트화, 박형화의 요구에 따라, 그것에 탑재되는 촬상렌즈에 대한 콤팩트화의 요구도 매우 강해지고 있다. 또한, 이러한 휴대 모바일에 탑재하는 촬상렌즈에 대하여, 변배 기능을 갖게 하는 것도 요망되도록 되어 오고 있다.
[특허문헌1] 일본 특허공개 2004-93647호 공보
[특허문헌2] 일본 특허공개 2005-84647호 공보
그러나, 광학적인 주밍에 의해 변배 기능을 가지게 한 경우에는, 줌 전역에서 핀트를 맞추기 위해 최저에서도 2개의 렌즈군을 가동시킬 필요가 있고, 그 구조가 복잡하게 됨과 아울러, 어떻게 하더라도 렌즈 전체 길이가 길어져 버린다.
또한, 예컨대, 상기 특허문헌1 및 상기 특허문헌2에 기재된 3군 구성의 줌 렌즈에서는, 콤팩트한 구성으로는 되어 있지만, 주밍 시에 제1렌즈군과 제2렌즈군 쌍방이 이동함으로써, 변배를 행함과 아울러 변배에 의한 상면의 변동을 억제하도록 구성되어 있으므로, 주밍에 따라, 가장 물체측에 위치하는 제1렌즈군이 전후로 이동한다. 특히 휴대전화 등의 휴대 모바일에 있어서는, 앞면에 위치하는 제1렌즈군이 전후로 이동하는 것은, 콤팩트성 등의 점에 있어서도 바람직한 것이 아니고, 또한 진애 등이 렌즈계 내에 침입할 우려도 있어, 가능하면 회피하고 싶은 문제이다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 변배시에 제1렌즈군이 고정으로 되고, 콤팩트성이 우수하며, 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있는 2초점 전환형 결상렌즈를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 2초점 전환형 결상렌즈는,
물체측으로부터 순서대로, 네거티브의 굴절력을 갖는 제1렌즈군, 포지티브의 굴절력을 갖는 제2렌즈군 및 포지티브의 굴절력을 갖는 제3렌즈군이 배열되어 이루어지는 2초점 전환형 결상렌즈에 있어서,
상기 제1렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로, 네거티브의 굴절력을 갖는 렌즈 및 포지티브의 굴절력을 갖는 렌즈가 배열됨과 아울러, 적어도 어느 하나의 렌즈가 비구면 렌즈로 되어 이루어지고,
상기 제2렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로, 접합 렌즈와, 비구면을 갖는 네거티브의 굴절력을 갖는 단일 렌즈가 배열되어 이루어지고,
상기 제3렌즈군은 1개의 포지티브 렌즈로 이루어지고,
2개의 초점위치에 있어서, 상기 제2렌즈군이 이동하는 한편, 상기 제1렌즈군 및 상기 제3렌즈군은 대략 고정으로 되어 있고,
또한 하기의 조건식(1)~(6)을 만족하는 것을 특징으로 하는 것이다.
Figure 112006070804414-pat00001
단,
Ww : 광각단에서의 반화각
Wt : 망원단에서의 반화각
fw : 광각단에 있어서의 전체 계의 초점거리
ft : 망원단에 있어서의 전체 계의 초점거리
f5 : 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈의 초점거리
TL : 전체 계의 최대 전체 길이(광각단과 망원단에 있어서의 전체 길이 중 긴 것)
YIM : 상 높이
FNOw : 광각단에 있어서의 F 넘버
υ1 : 상기 제1렌즈군 중의 상기 네거티브의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수
υ2 : 상기 제1렌즈군 중의 상기 포지티브의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수
또한, 이하의 조건식(7)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.65 < (f1G + f2G + dw) / YIM < 1.3 … (7)
단,
f1G : 상기 제1렌즈군의 초점거리
f2G : 상기 제2렌즈군의 초점거리
dw : 광각단에 있어서의 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 군 간격
또한, 이하의 조건식(8)을 만족하는 것이 바람직하다.
1.1 < f2G / fw < 1.8 … (8)
또한, 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈가, 물체측으로 볼록면을 향한 양면 비구면의 합성수지로 이루어지는 메니스커스 렌즈로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2렌즈군의 가장 물체측에 조리개를 배치하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2렌즈군 중의 상기 접합 렌즈를 구성하는 상측의 렌즈의 에지 상측 단면과 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈의 에지 물체측 단면이 모두 평면으로 이루어지고, 이들 2개의 평면이 서로 접촉하도록, 또는, 이들 2개의 평면이 이들 평면에 평행한 표면을 갖는 평행 평면판을 끼워 지지하도록 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 2초점 전환형 결상렌즈에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 여기서는, 실시예1의 구성을 대표예로 하여 실시형태의 구성을 설명한다.
도 1은, 본 실시형태의 2초점 전환형 결상렌즈의, 광각단(WIDE)및 망원단(TELE)에 있어서의 각 렌즈의 배치를 나타내는 것이다.
본 실시형태의 3군 구성 2초점 렌즈는 도 1에 나타내는 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로, 전체적으로 네거티브의 굴절력을 갖는 제1렌즈군(G1)과, 포지티브의 굴절력을 갖는 제2렌즈군(G2)과, 포지티브의 굴절력을 갖는 제3렌즈군(G3)으로 이루어지고, 제2렌즈군(G2)을 2초점 위치 사이에서 광축(X)을 따라 이동하게 함으로써 전체 계의 초점거리(f)를 변화시켜 광각단(저배율측)과 망원단(고배율측)의 전환을 행함과 아울러, 광속을 결상면(1) 상에 효율 좋게 집속시키도록 한 것이다.
즉, 광각단(저배율측)에서 망원단(고배율측)으로 전환할 때에는, 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)이 상대적으로 가까워지도록, 또한 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3)이 상대적으로 멀어지도록 이동시킨다. 이 전환시에 있어서, 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)은, 모두 고정으로 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 광각단으로부터 망원단을 향해서, 제2렌즈군(G2)을 물체측으로 이동해 가면, 초점위치는, 일단 물체측으로 이동하지만, 광각과 망원의 중간 영역 위치로부터는 반전하여 원래대로 돌아가도록 이동하고, 결국, 광각단의 초점위치와 망원단의 초점위치가 광축(X) 상에서 일치하도록 구성된다. 따라서, 이 위치에 촬상면을 배치함으로써, 광각단, 망원단의 각 위치에 있어서의 핀트 어긋남을 회피할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면, 변배는, 2개의 초점위치를 전환함으로써 행해지지만, 이 때의 변배 조작은 제2렌즈군(G2)만이 이동 함으로써 행해진다. 따라서, 가장 앞측의 제1렌즈군(G1)은, 변배 조작에 의해도 전후로 이동할 일이 없으므로, 특히 휴대전화 등의 휴대 모바일에 있어서는, 보다 콤팩트성, 간이성이 확보됨과 아울러, 진애 등의 렌즈계 내로의 침입을 회피할 수 있다.
또한, 2초점 전환형의 변배계에 있어서는, 중간 영역에서의 성능을 고려하지 않아도 되므로, 광각단과 망원단에 있어서의 성능을 향상시키는 것이 용이하게 된다. 또한, 제1렌즈군(G1)이 고정으로 됨으로써, 렌즈계 전체적인 길이 변동이 없고, 전체 길이에 걸쳐서 렌즈 외경을 작게 할 수 있다.
또한, 일반적으로, 비구면을 이용한, 렌즈 개수가 적은 변배 결상계에 있어서, 가능한 한 주변 광선의 케라레가 적고, 해상성이 좋은 렌즈를 구성하고자 하면, 앞측의 제1렌즈군(G1)의 유효 지름이 어떻게 하더라도 크게 되어, 렌즈 외경을 작게 하는 것이 어렵다. 그러나, 본 실시형태와 같이, 제1렌즈군(G1)을 고정군으로 하면, 렌즈군 이동에 따르는 유효 지름의 변화를 고려할 필요가 없고, 또한, 렌즈 프레임에 렌즈 구동기구를 장착하지 않아도 되므로, 렌즈 외경에 대한 유효 지름의 비율을 크게 할 수 있고, 이것에 의해, 주변광선의 케라레가 적고, 해상성을 양호하게 할 수 있는 렌즈의 렌즈 외경을 작게 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1렌즈군(G1)은 물체측으로부터 순서대로, 네거티브 렌즈로 이루어지는 제1렌즈(L1) 및 포지티브 렌즈로 이루어지는 제2렌즈(L2)를 배열하여 이루 어진다. 바람직하게는, 물체측으로부터 순서대로, 상면측으로 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제1렌즈(L1) 및 물체측으로 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2렌즈(L2)를 배열하여 이루어진다.
또한, 제2렌즈군(G2)은 물체측으로부터 순서대로, 접합 렌즈를 구성하는 제3렌즈(L3) 및 제4렌즈(L4)와, 비구면을 갖는 포지티브 또는 네거티브의 단일 렌즈로 이루어지는 제5렌즈(L5)를 배열하여 이루어진다. 바람직하게는, 물체측으로부터 순서대로, 조리개(2), 양 볼록 렌즈로 이루어지는 제3렌즈(L3) 및 물체측으로 강한 곡률의 면을 향한 양 오목렌즈로 이루어지는 제4렌즈(L4)를 접합하여 이루어지는 접합 렌즈와, 상측으로 오목면을 향한 양면에 비구면을 갖는 포지티브 또는 네거티브의 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제5렌즈(L5)를 배열하여 이루어진다. 또한, 제5렌즈(L5)는 합성수지로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 이 제5렌즈(L5)의 렌즈면에 회절광학면(DOE)을 부설하는 것도 가능하다.
또한, 상기와 같이, 조리개(2)는, 제2렌즈군(G2)의 가장 물체측에 배치되고, 변배시에는, 제2렌즈군(G2)의 각 렌즈와 일체로 되어 이동한다.
또한, 제3렌즈군(G3)은 포지티브 렌즈로 이루어지는 제6렌즈(L6)로 구성되어 이루어진다. 바람직하게는, 물체측으로 강한 곡률의 면을 향한 양 볼록 렌즈 또는 물체측으로 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제6렌즈(L6)로 구성되어 이루어진다.
또한, 제6렌즈(L6)와 결상면(CCD 촬상면)(1) 사이에는 저역통과필터나 적외선 커트 필터를 포함하는 필터부(3)가 배치되어 있다.
또한, 제2렌즈군(G2) 중의 접합 렌즈를 구성하는 상면측의 렌즈인 제4렌즈(L4)의 에지 뒤끝면과, 제2렌즈군(G2)중의 단일 렌즈로 이루어지는 제5렌즈(L5)의 에지 앞끝면이 각각 평면으로 이루어지고, 서로 그 평면에서 접촉하거나, 또는, 이들 2개의 평면이 이들 평면에 평행한 표면을 갖는 평행 평면판을 끼워 지지하거나, 중 어느 하나의 구성을 채용함으로써, 제2렌즈군(G2)을 구성하는 각 렌즈의 광축 맞춤(편심축 조정)을 행할 때의 노동력 경감 및 조립 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 명세서 중에 있어서, 렌즈 혹은 렌즈면에 관한 볼록 또는 오목(포지티브 또는 네거티브)의 표현은, 축상 근방에 있어서의 형상을 의미하는 것이고, 특히 비구면에 있어서는, 면 전체의 형상을 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 실시형태의 2초점 전환형 결상렌즈는, 하기의 조건식(1)~(8)을 만족한다.
Figure 112006070804414-pat00002
단,
Ww : 광각단에서의 반화각
Wt : 망원단에서의 반화각
fw : 광각단에 있어서의 전체 계의 초점거리
ft : 망원단에 있어서의 전체 계의 초점거리
f5 : 제5렌즈(L5)의 초점거리
TL : 전체 계의 최대 전체 길이(광각단과 망원단에 있어서의 전체 길이 중 긴 것)
YIM : 상 높이
FNOw : 광각단에 있어서의 F 넘버
f1G : 제1렌즈군(G1)의 초점거리
f2G : 제2렌즈군(G2)의 초점거리
dw : 광각단에 있어서의 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)의 군 간격
υ1 : 제1렌즈(L1)의 아베수
υ2 : 제2렌즈(L2)의 아베수
이하, 상기 각 조건식의 기술적 의미에 대해서 설명한다.
우선, 상기 조건식(1)은, 광각단에서의 반화각과 망원단에서의 반화각의 산출평균을 규정하는 것이고, 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 양호한 광학성능을 유지하면서 휴대 모바일이나 디지털 카메라 등에 탑재했을 때에도, 변배 각 위치에 있어서 충분한 화각을 확보하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 조건식(2)은, 제5렌즈(L5)의 초점거리를 규정하는 것이고, 이 제5렌즈(L5)의 초점거리를 광각단에 있어서의 전체 계의 초점거리로 나눈 값을, 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 변배에 따른 색수차의 변동을 양호하게 유지할 수 있게 된다.
또한, 변배에 따른 색수차의 변동을 양호하게 유지하는데다가, 이 조건식(2)의 하한을 5로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 조건식(3)은, 전체 계의 최대 전체 길이를 상 높이로 나눈 것이며, 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 렌즈계의 콤팩트화를 달성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 조건식(4)은, 변배비를 규정하는 것이고, 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 양호한 광학성능을 유지하면서 휴대 모바일이나 디지털 카메라 등에 탑재했을 때에도 충분한 변배비를 확보하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 조건식(5)은, 광각단에 있어서의 F 넘버를 규정하는 것이고, 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 양호한 광학성능을 유지하면서 휴대 모바일이나 디지털 카메라 등에 탑재했을 때에도 충분한 밝기를 확보하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 조건식(6)은, 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2)의 아베수(d선)의 차를 규정하는 것이고, 이 조건식의 하한을 하회하면, 특히 망원단의 축상 색수차의 보정이 불충분하게 된다. 이 조건은, 전체 길이가 짧고 화각이 큰 본 발명의 것에 있어서 특히 필수의 것으로 된다.
또한, 특히 망원단의 축상 색수차의 보정을 양호하게 한다는 점에서, 이 조건식(6)의 하한을 20.8로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 조건식(7)은, 제1렌즈군(G1)의 초점거리, 제2렌즈군(G2)의 초점거리, 및 광각단에 있어서의 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)의 군 간격의 합을 규정하는 것이다. 이 조건식의 하한을 하회하면 지근에서의 근축해(近軸解)가 성립되지 않게 된다. 한편, 이 조건식의 상한을 상회하면 전체 길이를 작게 하는 것이 곤란하게 된다.
또한, 상기 조건식(8)은, 제2렌즈군(G2)의 초점거리를 규정하는 것이고, 제2렌즈군(G2)의 초점거리를, 광각단에 있어서의 전체 계의 초점거리로 나눈 것이다. 이 조건식의 범위 내로 되도록 설정함으로써, 변배에 의해서도, 파워 배치가 적절하게 되도록 유지할 수 있다. 즉, 이 조건식의 상한을 상회하면, 제2렌즈군(G2)의 파워가 비교적 작아지기 때문에, 포커싱 중에도 포함시켜 광각단과 망원단 각각에 있어서 양호한 광학성능을 유지할 수 있지만, 변배에 따른 이동량이 커져, 렌즈계의 전체 길이가 길게 되어 콤팩트한 렌즈계로 하는 것이 곤란하게 된다. 한편, 이 조건식의 하한을 하회하면, 제2렌즈군(G2)의 파워가 비교적 커지기 때문에, 광각단이나 망원단에서의 광학성능, 또는 포커싱 중의 광학성능이 대폭적으로 열화된다.
이하, 실시예1~실시예4를 이용하여, 본 발명의 2초점 전환형 결상렌즈를 더욱 구체적으로 설명한다.
<실시예1>
이하, 실시예1에 따른 2초점 전환형 결상렌즈의 각 렌즈면의 곡률반경(R(mm)), 각 렌즈의 중심두께 및 각 렌즈간의 공기간격(이하, 이들을 총칭하여 축상면(軸上面) 간격이라고 한다)(D(mm)), 각 렌즈의 e선(546.1㎚)에 있어서의 굴절률(Ne), 및 각 렌즈의 d선에 있어서의 아베수(υ)의 값을 표 1에 나타낸다.
또한 표 중의 숫자는 물체측으로부터의 순번을 나타내는 것이다(표 3, 5, 7에 있어서 동일함).
또한, 표 1에 광각단 및 망원단의 각 위치에서의 초점거리(f'), 변배비, F 값(FNO), 광각단(W)과 망원단(T)에 있어서의 반화각(ω), 및 상 높이의 각 값을 나타낸다(표 3, 5, 7에 있어서 동일함).
Figure 112006070804414-pat00003
또한, 본 실시예에서는, 상술한 조건식(1)~(8)은 모두 만족되어 있으며 각각의 값은 표 9에 나타내어져 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제5렌즈(L5)의 양면에 하기 수 1의 비구면식으로 나타내어지는 형상의 비구면이, 또한 제1렌즈(L1)의 양면에 하기 수 2의 비구면식으로 나타내어지는 형상의 비구면이 설치되어 있다.
[수 1]
Figure 112006070804414-pat00004
단,
Z(r): 광축으로부터 거리 r(r2 = x2 + y2)의 비구면 위의 점으로부터 비구면 정점(頂点)의 접평면(광축에 수직인 평면)에 늘어뜨린 수직선의 길이
R : 비구면의 광축 근방의 곡률반경
K : 이심률
A2i : 비구면 계수(i = 2~5)
[수 2]
Figure 112006070804414-pat00005
단,
Z(r): 광축으로부터 거리 r(r2 = x2 + y2)의 비구면 위의 점으로부터 비구면 정점의 접평면(광축에 수직인 평면)에 늘어뜨린 수직선의 길이
R : 비구면의 광축 근방의 곡률반경
K : 이심률
Bi : 비구면 계수(i = 3~20)
또한, 하기 표 2에는, 상기 수 1의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K,A4,A6,A8,A10)의 값, 및 상기 수 2의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10)의 값을 나타낸다. 또한, 상기 비구면식에 있어서의 R에는, 표 1에 있어서의 1,2,9,10의 각 면의 R값을 대입한다.
Figure 112006070804414-pat00006
도 4는 상기 실시예1의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다. 또한, 각 비점수차도에는, 사지탈(sagittal) 상면 및 탄젠셜(tangential) 상면에 대한 수차가 나타내어져 있다(도 5, 6, 7에 대해서도 동일함).
이 도 4로부터 명확하게 되는 바와, 실시예1의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면 변배 영역의 전체에 걸쳐서 양호한 수차 보정이 이루어진다.
<실시예2>
다음에, 실시예2의 2초점 전환형 결상렌즈에 대해서 설명한다.
이 실시예2의 렌즈는, 상기 실시예1의 렌즈와 거의 마찬가지의 렌즈 구성으로 되어 있다.
이 실시예2에 있어서의 각 렌즈면의 곡률반경(R(mm)), 각 렌즈의 축상면 간격(D(mm)), 각 렌즈의 e선(546.1㎚)에 있어서의 굴절률(Ne), 및 각 렌즈의 d선에 있어서의 아베수(υ)의 값을 표 3에 나타낸다.
Figure 112006070804414-pat00007
또한, 본 실시예에서는, 상술한 조건식(1)~(8)은 모두 만족되어 있으며 각각의 값은 표 9에 나타내어져 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제5렌즈(L5)의 양면에 상기 수 1의 비구면식에서 나타내어지는 형상의 비구면이, 또한 제1렌즈(L1)의 양면에 상기 수 2의 비구면식에서 나타내어지는 형상의 비구면이 설치되어 있다.
또한, 하기 표 4에는, 상기 수 1의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K,A4,A6,A8,A10)의 값, 및 상기 수 2의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10)의 값을 나타낸다. 또한, 상기 비구면식에 있어서의 R에는, 표 3에 있어서의 1,2,9,10의 각 면의 R값을 대입한다.
Figure 112006070804414-pat00008
도 5는 상기 실시예2의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
이 도 5로부터 명확해지는 바와 같이, 실시예2의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면 변배 영역의 전체에 걸쳐서 양호한 수차 보정이 이루어진다.
<실시예3>
다음에, 실시측3의 2초점 전환형 결상렌즈에 관해서 설명한다.
이 실시예3의 렌즈는, 상기 실시예1의 렌즈와 거의 마찬가지의 렌즈 구성으로 되어 있다.
이 실시예3에 있어서의 각 렌즈면의 곡률반경(R(mm)), 각 렌즈의 축상면 간격(D(mm)), 각 렌즈의 e선(546.1㎚)에 있어서의 굴절률(Ne), 및 각 렌즈의 d선에 있어서의 아베수(υ)의 값을 표 5에 나타낸다.
Figure 112006070804414-pat00009
또한, 본 실시예에서는, 상술한 조건식(1)~(8)은 모두 만족되어 있으며 각각의 값은 표 9에 나타내어져 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제1렌즈(L1) 및 제5렌즈(L5)의 각 양면에 상기 수 1의 비구면식에서 표시되는 형상의 비구면이 설치되어 있다.
또한, 하기 표 6에는, 상기 수 1의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K,A4,A6,A8,A10)의 값을 나타낸다. 또한, 상기 비구면식에 있어서의 R에는, 표 5에 있어서의 1,2,9,1O의 각 면의 R값을 대입한다.
Figure 112006070804414-pat00010
도 6은 상기 실시예3의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
이 도 6으로부터 분명해지는 바와 같이, 실시예3의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면 변배 영역의 전체에 걸쳐서 양호한 수차 보정이 이루어진다.
<실시예4>
다음에, 실시예4의 2초점 전환형 결상렌즈에 대해서 설명한다.
이 실시예4의 렌즈는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 실시예1의 렌즈와 거의 마찬가지의 렌즈 구성으로 되어 있다. 단, 주로, 제3렌즈군(G3)을 구성하는 제6렌즈(L6)가 양면 비구면 렌즈로 되고, 물체측으로 강한 곡률의 면을 향한 포지티브의 메니스커스 렌즈로 구성되어 있는 점에 있어서 다르다.
이 실시예4에 있어서의 각 렌즈면의 곡률반경(R(mm)), 각 렌즈의 축상면 간격(D(mm)), 각 렌즈의 e선(546.1㎚)에 있어서의 굴절률(Ne), 및 각 렌즈의 d선에 있어서의 아베수(υ)의 값을 표 7에 나타낸다.
Figure 112006070804414-pat00011
또한, 본 실시예에서는, 상술한 조건식(1)~(8)은 모두 만족되어 있으며 각각의 값은 표 9에 나타내어져 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제1렌즈(L1), 제5렌즈(L5)및 제6렌즈(L6)의 각 양면에 상기 수 1의 비구면식에서 표시되는 형상의 비구면이 설치되어 있다.
또한, 하기 표 8에는, 상기 수 1의 비구면식에 나타내어지는 비구면의 각 정수(K,A4,A6,A8,A10)의 값을 나타낸다. 또한, 상기 비구면식에 있어서의 R에는, 표 7에 있어서의 1,2,9,10,11,12의 각 면의 R값을 대입한다.
Figure 112006070804414-pat00012
도 7은 상기 실시예4의 2초점 전환형 결상렌즈의 광각단 및 망원단에 있어서의 모든 수차(구면수차, 비점수차 및 디스토션)를 나타내는 수차도이다.
이 도 7로부터 명확해지는 바와 같이, 실시예4의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면 변배 영역의 전체에 걸쳐서 양호한 수차 보정이 이루어진다.
Figure 112006070804414-pat00013
본 발명의 2초점 전환형 결상렌즈에 의하면, 변배는, 2개의 초점위치를 전환함으로써 행해지고, 이들 2개의 초점위치를 전환할 때에, 제2렌즈군이 이동하는 한 편, 제1렌즈군 및 제3렌즈군은 대략 고정으로 되어 있다. 이것에 의해, 제2렌즈군만을 이동시킴으로써 변배 조작이 행해지고, 특히 휴대전화 등의 휴대 모바일에 있어서는, 보다 콤팩트성, 간이성이 확보됨과 아울러, 가장 앞측의 렌즈군의 이동에 따라, 진애 등의 렌즈계 내로의 침입을 회피할 수 있다.
또한, 3개의 렌즈군 각각을 구성하는 렌즈 개수를 적절한 개수로 함과 아울러, 적절한 위치에 비구면을 배치함으로써, 또한, 소정의 6개의 조건식을 만족함으로써, 렌즈계의 콤팩트성을 확보하면서, 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있게 되고 있다.
또한, 2초점 전환형의 촬상렌즈로서는, 예컨대 일본 특허공개 2004-252294호 공보 등에 기재된 것이 알려져 있지만, 이 촬상렌즈는 3군 3개의 매우 간단한 구성으로 되어 있고, 이러한 2초점 전환형의 촬상렌즈에 의해서는, 변배비를 1.9 이상으로 하고, 광학성능을 대폭적으로 향상시키는 것은 본래 곤란하며, 또한, 현재 상태의 1메가픽셀 이상의 촬상소자에 대응하는 해상성 및 색수차를 얻기 위해서는 불충분하여, 본 발명의 2초점 전환형 결상렌즈와는 기본적인 기술사상이 다른 것이다.

Claims (6)

  1. 물체측으로부터 순서대로, 네거티브의 굴절력을 갖는 제1렌즈군, 포지티브의 굴절력을 갖는 제2렌즈군 및 포지티브의 굴절력을 갖는 제3렌즈군이 배열되어 이루어지는 2초점 전환형 결상렌즈에 있어서,
    상기 제1렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로, 네거티브의 굴절력을 갖는 렌즈 및 포지티브의 굴절력을 갖는 렌즈가 배열됨과 아울러, 적어도 어느 하나의 렌즈가 비구면 렌즈로 되어 이루어지고,
    상기 제2렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로, 접합 렌즈와, 비구면을 갖는 네거티브의 굴절력을 갖는 단일 렌즈가 배열되어 이루어지고,
    상기 제3렌즈군은 1개의 포지티브 렌즈로 이루어지고,
    2개의 초점위치 사이에서 전환을 행하는 때에는, 상기 제2렌즈군을 이동시키는 한편, 상기 제1렌즈군 및 상기 제3렌즈군은 고정시키고,
    또한 하기의 조건식(1)~(6)을 만족하는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
    Figure 112007074549729-pat00014
    단,
    Ww : 광각단에서의 반화각
    Wt : 망원단에서의 반화각
    fw : 광각단에 있어서의 전체 계의 초점거리
    ft : 망원단에 있어서의 전체 계의 초점거리
    f5 : 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈의 초점거리
    TL : 전체 계의 최대 전체 길이(광각단과 망원단에 있어서의 전체 길이 중 긴 것)
    YIM : 상 높이
    FNOw : 광각단에 있어서의 F 넘버
    υ1 : 상기 제1렌즈군 중의 상기 네거티브의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수
    υ2 : 상기 제1렌즈군 중의 상기 포지티브의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수
  2. 제1항에 있어서, 이하의 조건식(7)을 만족하는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
    0.65 < (f1G + f2G + dw) / YIM < 1.3 … (7)
    단,
    f1G : 상기 제1렌즈군의 초점거리
    f2G : 상기 제2렌즈군의 초점거리
    dw : 광각단에 있어서의 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 군 간격
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이하의 조건식(8)을 만족하는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
    1.1 < f2G / fw < 1.8 … (8)
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈가, 물체측으로 볼록면을 향한 양면 비구면의 합성수지로 이루어지는 메니스커스 렌즈로 되어 있는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2렌즈군의 가장 물체측에 조리개를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2렌즈군 중의 상기 접합 렌즈를 구성하는 상측의 렌즈의 에지 상측 단면과 상기 제2렌즈군 중의 상기 단일 렌즈의 에지 물체측 단면이 모두 평면으로 이루어지고, 이들 2개의 평면이 서로 접촉하도록, 또는, 이들 2개의 평면이 이들 평면에 평행한 표면을 갖는 평행 평면판을 끼워 지지하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 2초점 전환형 결상렌즈.
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