KR101248527B1

KR101248527B1 - 촬상렌즈 및 촬상장치

Info

Publication number: KR101248527B1
Application number: KR1020077009692A
Authority: KR
Inventors: 히토시 나카니시
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2013-04-02
Also published as: CN101073027A; EP1830210A4; US7423817B2; WO2006067938A1; US20080304166A1; JP2006178328A; CN101073027B; US7710662B2; US20080100925A1; TW200634365A; TWI278653B; KR20070083842A; EP1830210A1

Abstract

유리렌즈 3매로 구성되는 촬상렌즈(1)이고, 물체측으로부터 순서대로, 물체 측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 상측에 오목면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식(A0) 및 (A1)을 만족하는 것으로, 광학성능이 양호하여 저비용이면서 콤팩트(compact)한 고체 촬상소자용의 촬상렌즈 및 그것을 이용한 촬상장치를 제공한다.

f／f2＜－0.9…(A0)

2＜｜R21－R22｜／｜R21＋R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈전계(overall lens system)의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경

으로 한다.

Description

촬상렌즈 및 촬상장치{Image pickup lens, and image pickup device}

본 발명은 신규의 촬상렌즈 및 촬상장치에 관한 것이다. 자세하게는, 피사체의 영상을 고체촬상소자로 받아들이는 디지털 입력기기(디지털 카메라, 디지털 비디오카메라 등)에 적합한 소형의 촬상렌즈 및 그것을 이용한 촬상장치에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터 등의 보급에 따라, 간편하게 화상정보를 디지털 기기로 받아들일 수 있는 디지털 카메라나 디지털 비디오카메라 등 (이하 간단하게 「디지털 카메라」라고 한다.)이 개인 사용자 레벨로 보급되고 있다. 이러한 디지털 카메라는, 앞으로도 화상정보의 입력기기로서 점점 더 보급되는 것이 예상된다.

또, 디지털 카메라에 탑재되는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 고체 촬상소자의 소형화가 진전해 오고 있고, 거기에 따라 디지털 카메라에도 한층 더 소형화가 요구되고 있다. 이 때문에, 디지털 입력기기에 있어서 최대의 용적을 차지하는 촬상렌즈에도, 콤팩트(compact)화가 강하게 요망되고 있다. 촬상렌즈를 소형화하려면 고체 촬상소자의 사이즈를 작게 하는 것이 가장 용이한 방법이지만, 그러기 위해서는 수광소자의 사이즈를 작게 할 필요가 있고, 고체 촬상소자의 제조난이도가 높아짐과 동시에 촬상렌즈에 요구되는 성능도 높아지지 않을 수 없다.

한편, 고체 촬상소자의 사이즈를 그대로 하여 촬상렌즈의 사이즈를 작게 하면, 필연적으로 출사동공(exit pupil)의 위치가 상면에 가까워져 버린다. 출사동공의 위치가 상면(像面)에 가까워지면, 촬상렌즈에서 사출된 축외광속이 상면에 대하여 큰 각도로 비스듬하게 입사하기 때문에, 고체 촬상소자의 전면에 설치되어 있는 마이크로 렌즈(어레이)의 집광성능이 충분히 발휘되지 않고, 화상의 밝기가 화상 중앙부와 화상 주변부에서 극단적으로 변화한다고 하는 문제가 생기게 된다. 이 문제를 해결하기 위하여 촬상렌즈의 출사동공의 위치를 멀리 떼어 놓으려고 하면, 아무래도 촬상렌즈 전체의 대형화를 피할 수 없게 된다.

또한 최근의 저가격화 경쟁 때문에, 촬상렌즈에도 저비용화의 요망이 강해지고 있다. 이상과 같은 요망에 대하여, 렌즈 3매 구성의 촬상렌즈가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1(특개 2001－272598호 공보), 특허문헌 2(특개 2004－163849호 공보), 특허문헌 3(특개 평11－52227호 공보) 기재).

그런데, 상기 특허문헌(1~3)에 기재된 촬상렌즈는, 어느 쪽도, 상기한 요망을 만족하는 것은 아니다.

즉, 특허문헌 1에 개시되어 있는 렌즈 3매 구성의 촬상렌즈는, 초점거리에 대하여 전체 길이가 약 3배 정도이고, 콤팩트하게 되어있지 않다. 특허문헌 2에 개시되어 있는 촬상렌즈는, 콤팩트하기는 하지만, 플라스틱 렌즈를 2매나 사용하고 있기 때문에 색수차(色收差)의 보정이 불충분하다. 특허문헌 3에 개시되어 있는 촬상렌즈는, 초점거리에 대하여 전체 길이가 약 2.5배 정도이고, 콤팩트하게 되어있지 않다. 또 화각(畵角)이 약 40도이고, 촬상렌즈로서 사용하려면 화각이 불충분하다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 광학성능이 양호하고 저비용이면서 콤팩트한 고체 촬상소자용의 촬상렌즈 및 그것을 이용한 촬상장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명 촬상렌즈는, 상기한 과제를 해결하기 위하여, 유리렌즈 3매로 구성되며, 물체측으로부터 순서대로, 물체 측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상(像)측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 상측에 오목면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, f를 렌즈 전계(全系)의 초점거리, f2를 제 2 렌즈(L2)의 초점거리, R21을 제 2 렌즈(L2)의 물체 측 렌즈면의 곡율 반경, R22를 제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경으로서, 조건식(A0) f／f2＜－0.9 및 (A1) 2＜｜R21－R22｜／｜R21＋R22｜＜5를 만족한다.

또, 본 발명 촬상장치는, 상기한 과제를 해결하기 위하여, 촬상렌즈와, 상기 촬상렌즈에 의하여 형성된 광학상을 전기신호로 변환하는 촬상 수단을 갖추고, 상기 촬상렌즈는, 유리렌즈 3매로 구성되며, 물체측으로부터 순서대로, 물체 측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 상측에 오목면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, f를 렌즈전계(overall lens system)의 초점거리, f2를 제 2 렌즈(L2)의 초점거리, R21을 제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경, R22를 제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경으로서, 조건식(A0) f／f2＜－0.9 및 (A1) 2＜｜R21－R22｜／｜R21＋R22｜＜5를 만족한다.

따라서, 본 발명 촬상렌즈에 있어서는, 양호한 광학성능을 얻을 수 있음과 동시에 콤팩트하면서 저비용이다. 또, 이러한 촬상렌즈를 사용한 본 발명 촬상장치는, 콤팩트하면서 저비용임과 동시에 양호한 화질의 화상을 취득할 수 있다.

도 1은, 본 발명 촬상렌즈의 제 1의 실시의 형태의 렌즈구성을 나타내는 도면이다.

도 2는, 본 발명 촬상렌즈의 제 2의 실시의 형태의 렌즈구성을 나타내는 도면이다.

도 3은, 제 1의 실시의 형태와 같은 촬상렌즈에 구체적 수치를 적용한 수치 실시 예 1의 구면수차, 비점수차, 왜곡을 나타내는 도면이다.

도 4는, 제 2의 실시의 형태와 같은 촬상렌즈에 구체적 수치를 적용한 수치 실시 예 2의 구면수차, 비점수차, 왜곡을 나타내는 도면이다.

도 5는, 도 6 및 도 7과 함께 본 발명 촬상장치를 휴대전화에 적용한 실시의 형태를 나타내는 것이고, 본 도면은 작게 접은 상태의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 6은, 본 발명 촬상장치를 휴대전화에 적용한 형태의 사용상태를 나타내는 사시도이다.

도 7은, 본 발명 촬상장치를 휴대전화에 적용한 형태의 블럭도이다.

이하에, 본 발명 촬상렌즈 및 촬상장치를 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명 촬상렌즈 1 및 2는, 물체측으로부터 순서대로, 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 조리개(S), 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되며, 광속을 촬상소자의 커버유리(G)위의 결상위치(P)에 효율좋게 수렴시킬 수 있도록 한 촬상렌즈로, 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2) 및 제 3 렌즈(L3)를 구성하는 각면형상은 모두 비구면에 의하여 구성되어 있다. 그리고, 본 발명 촬상렌즈(1,2)는 이하의 조건식(A0), (A1)을 만족하는 구성으로 되어 있다.

f／f2＜－0.9…(A0)

2＜｜R21+R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈전계(overall lens system)의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

f3：제 3 렌즈(L3)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측면의 곡율 반경

으로 한다.

본 발명에 관계되는 촬상렌즈(1,2)에 의하면, 물체측으로부터 순서대로 양, 음, 양이라고 하는 파워배분에 의한 구성으로 되며, 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)와의 사이에 조리개(S)가 배치되어 있고, 3매 구성의 단초점 렌즈로서는 양호한 광학성능을 얻는데 적합한 구성으로 이루어져 있다. 또, 이러한 구성에 의하여, 결상 위치에서 출사동공까지의 거리를 길게 취할 수 있다. 이것에 의하여, 렌즈계의 최종면에서 사출하는 각 광속의 주광선과 광축(X)과의 이루는 각도가 작아지고, 고체 촬상소자로의 입사각도가 너무 작아지는 것을 방지하여 양호한 광학성능을 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관계되는, 촬상렌즈(1,2)는, 3매라고 하는 적은 매수의 저렴하고 간단하고 쉬운 렌즈구성이면서, 전면에 비구면 렌즈를 이용함과 동시에 파워배분을 적절히 설정함으로써, 충분한 수차보정을 가능하게 하고, 고성능을 달성할 수 있다. 또한 비구면은 이하의 수학식 1에서 나타내진다.

단,

Z：새그(sag)량

Y：광축에서의 높이

K：원추정수

(CURV)：곡율

A, B, C,···, N：비구면 계수

로 한다.

제 1 렌즈(L1)는, 양면의 비구면에서 코마수차의 보정을 실시하고 있다. 제 1 렌즈(L1)의 상면측의 비구면과 제 2 렌즈(L2)의 물체측의 비구면은, 조리개(S)와의 위치가 비교적 가깝게 되므로 구면수차의 보정도 실시하고 있다. 또, 제 3 렌즈(L3)의 양면의 비구면에서 왜곡 및 상면만곡의 보정을 실시하고 있다.

또한, 이 촬상렌즈(1,2)에 있어서, 오토포커스 기능을 설치하는 경우는, 제 3 렌즈(L3)와 커버 유리(G)와의 거리(D7)를 신축시키는 것으로, 제 1 렌즈(L1)에서 제 3 렌즈(L3)까지가 광축(X)상을 일체적으로 이동하도록 구성할 수 있다.

촬상렌즈(1,2)에서는, 조리개(S)를 사이에 두고 물체 측에 제 1 렌즈(L1), 상면측에 제 2 렌즈(L2) 및 제 3 렌즈(L3)가 배치되어 있고, 조리개(S)의 물체 측과 상면측에서의 파워 밸런스 조건과 제조조건을 함께 만족시킬 필요가 있다.

상기 조건식(A0)은, 제 1 렌즈(L1)에 관하여, 주로 제조 오차에 수반하는 성능 열화를 감소시키기 위한 조건 범위를 규정하고 있다. 조건식(A0)의 범위를 벗어나면, 제 1 렌즈(L1)의 파워가 너무 강해져서, 결과적으로 제 2 렌즈(L2)에서 발생하는 각 수차가 커지고, 제 1 렌즈(L1)의 수차보정의 부담이 커지게 되며 상면만곡의 보정이 곤란하게 되는 등, 제조 오차에 수반하는 성능 열화가 격렬해진다.

상기 조건식(A1)은, 제 2 렌즈(L2)의 면형상을 규정하는 것이다. 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2)는, 물체측을 오목면으로 한 메니스커스 형상으로 되 며, 또한 면형상이 조건식(A1)의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이 하한치를 밑돌면, 제 2 렌즈(L2)의 파워가 너무 강해 져서 조리개(S)의 물체측과 상면측에서 파워 밸런스를 얻는 것이 곤란해지고, 코마수차, 상면만곡의 보정이 곤란하게 된다. 또, 이 상한치를 웃돈다고 하는 것은(같은 굴절률의 초재(礎材)를 사용하고 있는 경우) 제 2 렌즈(L2)의 파워가 약해지는 것을 의미하기 때문에, 조리개(S)의 물체측과 상면측에서 파워 밸런스를 얻기 위하여 제 2 렌즈(L2)로서 필요한 파워를 갖게하기 위해서는 초재의 굴절률을 높게 할 필요가 생긴다. 초재의 굴절률에는 상한이 있기 때문에, 제 2 렌즈(L2)로서 필요한 파워를 갖게하기 위해서는 면형상에 의한 소정의 파워가 필요하게 되고, 조건식(A1)의 상한치가 설정된다. 즉, 제 2 렌즈(L2)의 면형상이 조건식(A1)을 만족함으로써, 조리개(S)를 사이에 두고 물체측과 상면측과의 위치하는 렌즈의 파워 밸런스를 양호하게 할 수 있다.

본 발명 촬상렌즈(1,2)에 있어서, 더 높은 광학성능을 달성하기 위하여, 조건식(A2)~(A5)을 만족하는 것이 바람직하다.

촬상렌즈(1,2)는 양호한 색수차의 보정을 행함과 동시에 제조상의 곤란을 해소하기 위하여, 조건식(A2)~(A4)을 만족하는 것이 바람직하다.

Nd2＞1.7…(A2)

50＞vd1…(A3)

27＜vd2 …(A4)

단,

Nd2：제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 굴절률

vd1：제 1 렌즈(L1)의 d선에서의 아베수(abbe number)

vd2：제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 아베수

라고 한다.

이들 조건식(A2)~(A4)의 수치범위를 넘으면 색수차의 보정이 곤란해진다.

제 2 렌즈(L2)의 굴절률(Nd2)에 관해서는, 제 2 렌즈(L2)에 필요한 파워를 갖게하면서, 제조상의 이유로부터 면의 곡율 반경이 너무 작아 지지 않는 것이 요구되기 때문에, 조건식(A2)의 하한치가 설정된다. 또, 조건식(A3) 및 (A4)는, 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1) 및 음의 굴절률을 가지는 제 2 렌즈(L2)의 아베수(vd1 및 vd2)를 규정하는 것이며, 이것으로서 색수차의 보정을 양호하게 할 수 있다.

또한 촬상렌즈(1,2)는 조건식(A5)을 만족하는 것이 바람직하다.

0.7＜f／f3＜1.2 …(A5)

단,

f3：제 3 렌즈(L3)의 초점거리

로 한다.

조건식(A5)은 배율 색수차와 코마수차의 밸런스를 취하기 위한 범위를 나타내고 있다. 하한을 밑돌면 배율 색수차가 크게 발생하고, 상한을 웃돌면 코마수차가 악화되기 때문에, 광학성능을 떨어뜨리게 된다.

다음으로, 촬상렌즈(1,2)에 각각 구체적 수치를 적용한 수치 실시 예에 대하여 설명한다.

상기한 바와 같이, 도 1에 나타내는 촬상렌즈(1)는, 물체측으로부터 순서대 로, 물체측에 볼록면을 향한 양의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제 1 렌즈(L1), 조리개(S), 물체 측에 오목면을 향한 음렌즈로 이루어지는 제 2 렌즈(L2), 물체측에 볼록면을 향한 양렌즈로 이루어지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되며, 모든 렌즈면이 비구면이다.

상기 촬상렌즈(1)에 구체적 수치를 적용한 수치 실시 예 1의 초점거리(f, Fno) 및 화각(2ω)을 표 1 상단에 나타낸다. 또, 각 렌즈면의 곡율 반경(R), 각 렌즈의 중심두께 및 각 렌즈 간의 공기 간격(이하, 이들을 총칭하여 축 표면 간격이라고 함)(D), 각 렌즈의 d선에 있어서의 굴절률(Nd) 및 아베수(vd)의 값을 표 1 중단에 나타낸다. 또한, 면번호의 숫자는 물체측으로부터의 순번을 나타내는 것이다. 또, 표 1 하단에는, 상기 비구면을 나타내는 수학식 1에 의하여 나타내지고, 각 비구면 계수 A, B, C,···, N의 값을 원추정수(K)와 함께 나타낸다.

도 3은 수치 실시 예 1의 제수차(구면수차, 비점수차 및 왜곡)를 나타내는 수차도이다. 또한, 비점수차도에 있어서, 실선(S)은 새저틀(sagittal)상면에 대한 수차를 나타내고, 파선(T)은 탄젠셜(tangential)상면에 대한 수차를 나타낸다. 이들 수차도로부터 밝혀진 바와 같이, 수치 실시 예 1에 관계되는 촬상렌즈에 의하면, 각 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또, 후술하는 표 3에 나타낸 바와 같이 상기 조건식(A1)~(A5)을 모두 만족한다. 그리고, 조리개(S)가 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)와의 사이에 배치되어 있기 때문에, 조리개(S)를 포함한 제 1 렌즈(L1)에서 제 3 렌즈(L3)까지의 거리가 콤팩트하게 결정되어서 배치된 구성으로 되어 있다.

상기한 바와 같이, 도 2에 나타내는 촬상렌즈(2)는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향한 양의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈로서 이루어지는 제 1 렌즈(L1), 조리개(S), 물체 측에 오목면을 향한 음렌즈로서 이루어지는 제 2 렌즈(L2), 물체 측에 볼록면을 향한 양렌즈로서 이루어지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되며, 모든 렌즈면이 비구면이다.

상기 촬상렌즈(2)에 구체적 수치를 적용한 수치실시 예 2의 초점거리(f, Fno)및 화각(2ω)을 표 2 상단에 나타낸다. 또, 각 렌즈면의 곡율 반경(R), 각 렌즈의 중심두께 및 각 렌즈 사이의 공기간격(이하, 이들을 총칭하여 축 표면 간격이라고 함)(D), 각 렌즈의 d선에 있어서의 굴절률(Nd) 및 아베수(vd)의 값을 표 2 중단에 나타낸다. 또한, 면번호의 숫자는 물체측으로부터의 순번을 나타내는 것이다. 또, 표 2 하단에는, 상기 비구면을 나타내는 수학식 1에 의하여 나타내지고, 각 비구면 계수 A, B, C,···, N의 값을 원추정수(K)와 함께 나타낸다.

도 4는 수치 실시 예 2의 제수차(구면수차, 비점수차 및 왜곡)를 나타내는 수차도이다. 또한 비점수차도에 있어서, 실선(S)은 새저틀(sagittal)상면에 대한 수차를 나타내고, 파선(T)은 탄젠셜(tangential)상면에 대한 수차를 나타낸다. 이들 수차도로부터 밝혀진 바와 같이, 수치 실시 예 2에 관계되는 촬상렌즈에 의하면, 각 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또, 표 3에 나타낸 바와 같이 상기 조건식(A1)~(A5)을 모두 만족한다. 그리고, 조리개(S)가 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)와의 사이에 배치되어 있기 때문에, 조리개(S)를 포함한 제 1 렌즈(L1)에서 제 3 렌즈(L3)까지의 거리가 콤팩트하게 결정되고 배치된 구성으로 이루어지고 있다.

상기 수치 실시 예 1 및 2의 상기 각 조건식(A0)~(A5) 대응치를 표 3에 나타낸다.

다음으로, 도 5 내지 도 7에 본 발명 촬상장치를 휴대전화에 적용한 실시의 형태를 나타낸다.

도 5 및 도 6은 휴대전화(10)의 외관을 나타내는 것이다.

휴대전화(10)는, 표시부(20)와 본체부(30)가 중앙의 경첩부에서 접을 수 있게 연결되어 구성되며, 휴대시에는 도 5에 나타낸 바와 같이 접은 상태로 하고, 통화 때 등의 사용시에는 도 6에 나타낸 바와 같이 표시부(20)와 본체부(30)를 연 상태로 한다.

표시부(20)의 배면측의 일측부로 접근한 위치에는 기지국과의 사이에서 전파의 송수신을 행하기 위한 안테나(21)가 출입 자유자재로 설치되며, 또, 표시부(20)의 내측면에는 이 내측면의 거의 전체를 차지하는 크기의 액정표시패널(22)이 배치되며, 이 액정표시패널(22)의 위쪽에는 스피커(23)가 배치되어 있다. 또한 이 표시부(20)에는 디지털 카메라의 촬상유니트(1A)가 배치되어 있고, 이 촬상유니트(1A)의 촬상렌즈(1)(또는 촬상렌즈(2))가 표시부(20)의 배면에 형성되어 임하게 한 구멍(24)을 통하여 바깥쪽에 임하고 있다. 또한, 여기에서 촬상유니트의 용어는, 촬상렌즈(1)와 촬상소자(3)에 의하여 구성되는 것으로서 사용하고 있다. 즉, 촬상렌즈(1)와 촬상소자(3)는 동시에 표시부(20) 내에 설치될 필요가 있지만, 디지털 카메라를 구성하는 그 외의 부분, 예를 들면, 카메라 제어부나 기록매체 등은 본체부(30)에 배치되어도 좋은 것을 명확하게 하기 위하여 이용한 것이 촬상유니트가 되는 개념이다.

게다가 또, 표시부(20)의 선단부에는 적외통신부(25)가 배치되며, 이 적외통신부에는, 도시하지 않지만, 적외선 발광소자와 적외선 수광소자를 갖추고 있다.

본체부(30)의 내측면에는 「0」내지 「9」의 숫자키, 발호키, 전원키 등의 조작키(31, 31,···)가 설치되어 있고, 조작키(31, 31,···)가 배치된 부분의 하부에는 마이크로폰(32)이 배치되어 있다. 또, 본체부(30)의 측면에는 메모리카드 슬롯(33)이 설치되며, 이 메모리카드 슬롯(33)을 통하여 메모리카드(40)를 본체부(30)에 끼우고 뗄 수 있게 되어 있다.

도 7은 휴대전화(10)의 구성을 나타내는 블럭도이다.

휴대전화(10)는 CPU(Central Processing Unit)(50)를 갖추고, 이 CPU(50)가 휴대전화(10)의 전체의 동작을 제어한다. 즉, CPU(50)는 ROM(Read Only Memory)(51)에 기억되어 있는 제어 프로그램을 RAM(52)(Random Access Memory)에 전개하고, 버스(53)를 통하여 휴대전화(10)의 동작을 제어한다.

카메라제어부(60)는 촬상렌즈(1)와 촬상소자(3)로 이루어지는 촬상유니트(1A)를 제어하고 정지화면 및 동영상 등의 화상의 촬영을 실시하는 것이며, 얻어진 화상정보에 관하여 JPEG, MPEG등으로의 압축가공 등을 실시한 후, 버스(53)에 싣는다. 버스(53)에 실린 화상정보는, 상기 RAM(52)에 일시적으로 보존되며, 필요에 따라서 메모리카드 인터페이스(41)에 출력되고, 메모리카드 인터페이스(41)에 의하여 메모리카드(40)에 보존되거나, 혹은, 표시제어부(54)를 통하여 액정표시패널(22)에 표시된다. 또, 촬영시에 동시에 마이크로폰(32)을 통하여 수록된 음성정보도 음성코덱(70)을 통하여 화상정보와 함께 RAM(52)에 일시적으로 보존되거나, 메모리카드(40)에 보존되며, 또, 액정표시패널(22)로의 화상표시와 동시에 음성코덱(70)을 통하여 스피커(23)로부터 출력된다. 또한, 상기 화상정보나 음성정보는, 필요에 따라서, 적외선 인터페이스(55)에 출력되며, 이 적외선 인터페이스(55)에 의하여 적외선통신부(25)를 통하여 외부에 출력되며, 같은 적외선통신부를 갖춘 기기, 예를 들면, 휴대전화, 퍼스널컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistance) 등의 외부의 정보 기기에 전달된다. 또한, RAM(52)이나 메모리카드(40)에 보존되고 있는 화상정보에 의거하여 액정표시패널(22)에 동영상 혹은 정지화면을 표시할 경우에는, 카메라제어부(60)에 있어서의, RAM(52)이나 메모리카드(40)에 보존되고 있는 파일의 디코드나 해동을 실시한 후의 화상데이터가 버스(53)를 통하여 표시제어부(54)에 보내진다.

통신제어부(80)는 안테나(21)를 통하여 기지국과의 사이에서 전파의 송수신을 실시하고, 음성통화모드에 있어서는, 수신한 음성정보를 처리한 후 음성코덱(70)을 통하여 스피커(23)에 출력하고, 또, 마이크로폰(32)이 집음한 음성을 음성코덱(70)을 통하여 수령하여 소정의 처리를 가한 후 송신한다.

상기한 촬상렌즈(1)(또는 촬상렌즈(2))는 안쪽길이를 짧게 구성할 수 있기 때문에, 휴대전화(10)와 같이 두께에 제약이 있는 기기에도 용이하게 탑재할 수 있다. 또한, 상기 실시의 형태에서는, 본 발명 촬상장치를 휴대전화에 적용한 예를 나타냈지만, 본 발명 촬상장치는, 그 외의 정보 기기, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, PDA등에도 적용할 수 있는 것은 물론이고, 또, 이들 정보 기기에 적용하여 큰 이점을 가진다.

또한, 상기한 실시의 형태 및 수치 실시 예에 있어서 나타낸 구체적인 구조 및 형상과 수치는, 본 발명을 실시할 경우에 행하는 구체화의 중심의 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되는 것이 있어서는 안 된다.

본 발명 촬상렌즈는, 유리렌즈 3매로 구성되는 촬상렌즈이고, 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 상측에 오목면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식(A0) 및 (A1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

f／f2＜－0.9…(A0)

2＜｜R21－R22｜／｜R21＋R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈전계의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경

으로 한다.

또, 본 발명 촬상장치는, 촬상렌즈와, 상기 촬상렌즈에 의하여 형성된 광학상을 전기신호로 변환하는 촬상수단을 갖춘 촬상장치이고, 상기 촬상렌즈는, 유리렌즈 3매로 구성되며, 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 상측에 오목면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식(A0) 및 (A1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

f／f2＜－0.9…(A0)

2＜｜R21－R22｜／｜R21＋R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈전계의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경

으로 한다.

따라서, 본 발명 촬상렌즈에 있어서는, 결상위치에서 출사동공까지의 거리를 길게 취할 수 있고, 개체 촬상소자로의 입사각도가 좁어지는 것이 방지되며, 양호한 광학성능을 얻을 수 있다. 또, 3매라고 하는 적은 렌즈구성에 의하여 저비용이면서 콤팩트하게 구성할 수 있음과 동시에, 전면의 비구면과 적합한 파워배분에 의하여 수차를 충분히 보정하여 고성능이다. 또한 제조 오차에 의한 성능열화를 감소시키고, 안정된 광학성능을 얻을 수 있다.

또, 본 발명 촬상장치에 있어서는, 본 발명 촬상렌즈를 사용함으로써, 저비용이면서 콤팩트임과 동시에, 고화질의 화상을 취득할 수 있다.

청구항 2 및 청구항 6에 기재한 발명에 있어서는, Nd2를 제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 굴절률, vd1를 제 1 렌즈(L1)의 d선에서의 아베수, vd2를 제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 아베수라고 하고, 조건식(A2) Nd2＞1.7, (A3) 50＞vd1 및 (A4) 27＜vd2를 만족하기 때문에, 양호한 색수차의 보정이 가능하고, 또, 제 2 렌즈(L2)의 렌즈면, 특히, 오목면의 곡율 반경이 너무 작아 지지 않도록 하여 제조상 유리하게 하고 있다.

청구항 3, 청구항 4, 청구항 7 및 청구항 8에 기재한 발명에 있어서는, f3을 제 3 렌즈(L3)의 초점거리로서, 조건식(A5) 0.7＜f／f3＜1.2을 만족하기 때문에, 색수차의 보정을 한층 더 양호하게 할 수 있다.

소형, 특히 전체 길이가 짧고, 한편, 고성능이기 때문에, 소형의 정보 기기, 예를 들면, 휴대전화, PDA, 퍼스널 컴퓨터 등에 있어서, 화상을 취득하는 목적으로 사용하는데 매우 적합하다.

Claims

삭제
3개의 렌즈로 구성되는 촬상렌즈에 있어서,

물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양(正)의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상(像)측에 볼록면을 향하여 음(負)의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식 (A0), (A1) 및 (A2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

f／f2＜－0.9…(A0)

3.412523＜｜R21＋R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

Nd2＞1.7…(A2)

단,

f：렌즈 전계(全系)(overall lens system)의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면(像面)측 렌즈면의 곡율반경

Nd2：제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 굴절률

로 한다.
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제 2항에 있어서,

이하의 조건식 (A5)를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

0.7＜f／f3＜1.2 …(A5)
삭제
촬상렌즈와, 상기 촬상렌즈에 의하여 형성된 광학상을 전기신호로 변환하는 촬상 수단을 갖춘 촬상장치에 있어서,

상기 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되는 3개의 렌즈로 구성되며,

이하의 조건식 (A0), (A1) 및 (A2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.

f／f2＜－0.9…(A0)

3.412523＜｜R21＋R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

Nd2＞1.7…(A2)

단,

f：렌즈전계의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경

Nd2：제 2 렌즈(L2)의 d선에서의 굴절률

로 한다.
삭제
제 6항에 있어서,

이하의 조건식 (A5)를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.

0.7＜f／f3＜1.2 …(A5)
삭제
3개의 렌즈로 구성되는 촬상렌즈에 있어서,

물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양(正)의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상(像)측에 볼록면을 향하여 음(負)의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식 (A0) 및 (A1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

f／f2＜－0.9…(A0)

3.92316＜｜R21＋R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈 전계(全系)(overall lens system)의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면(像面)측 렌즈면의 곡율반경

으로 한다.
삭제
3개의 렌즈로 구성되는 촬상렌즈에 있어서,

물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양(正)의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상(像)측에 볼록면을 향하여 음(負)의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되며, 이하의 조건식 (A0) 및 (A1)을 만족하며,

상기 제 3 렌즈(L3)는 오목 형태로 형성된 두 개의 면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

f／f2＜－0.9…(A0)

3.412523＜｜R21＋R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈 전계(全系)(overall lens system)의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면(像面)측 렌즈면의 곡율반경

으로 한다.
삭제
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촬상렌즈와, 상기 촬상렌즈에 의하여 형성된 광학상을 전기신호로 변환하는 촬상 수단을 갖춘 촬상장치에 있어서,

상기 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향하여 양의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈(L1), 개구조리개(S), 상측에 볼록면을 향하여 음의 굴절력을 가지는 제 2 렌즈(L2), 양의 굴절력을 가지는 제 3 렌즈(L3)가 배열되어 구성됨과 동시에 모든 렌즈면이 비구면으로 구성되는 3개의 렌즈로 구성되며,

이하의 조건식 (A0) 및 (A1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.

f／f2＜－0.9…(A0)

3.92316＜｜R21＋R22｜／｜R21－R22｜＜5…(A1)

단,

f：렌즈전계의 초점거리

f2：제 2 렌즈(L2)의 초점거리

R21：제 2 렌즈(L2)의 물체측 렌즈면의 곡율 반경

R22：제 2 렌즈(L2)의 상면측 렌즈면의 곡율 반경

으로 한다.
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