KR20070022166A - 디지털 카메라용 촬상렌즈 - Google Patents

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KR20070022166A
KR20070022166A KR1020077003358A KR20077003358A KR20070022166A KR 20070022166 A KR20070022166 A KR 20070022166A KR 1020077003358 A KR1020077003358 A KR 1020077003358A KR 20077003358 A KR20077003358 A KR 20077003358A KR 20070022166 A KR20070022166 A KR 20070022166A
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KR
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imaging
digital camera
aspherical
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KR1020077003358A
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요지 쿠보타
토시오 마츠이
Original Assignee
가부기키가이샤 나가노 코가쿠 겐큐쇼
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Abstract

본 발명의 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)는, 물체측으로부터 결상면(6)의 측으로 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양의 메니스커스인 제 1 렌즈(1)와, 개구 조리개(4)와, 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스인 제 2 렌즈(2)와, 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈인 제 3 렌즈(3)가 배열되어 구성된다. 제 1 렌즈(1)는 제 2 렌즈(2)와 비교하여 강한 파워를 가지고 있다. 또한, 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)의 합성 초점 거리를 f, 제 1 렌즈의 초점거리를 f1, 제 1 렌즈(1)의 물체측의 입사면으로부터 결상면(6)까지의 거리를 Σd, 제 2 렌즈의 아베수를 υd2라 할 때, 하기의 조건식을 만족한다.
0.50 ＜ f1/f ＜ 1.5 (1)
50 ＞ υd2 (2)
0.50 ＜Σd/f ＜ 1.5 (3)
본 발명에 의하면, 고화질의 촬영이 가능한 소형이고 저렴한 디지털 카메라용 촬상렌즈를 실현할 수 있다.
디지털 카메라, 촬상렌즈, 개구 조리개

Description

디지털 카메라용 촬상렌즈{IMAGING LENS}
도 1은 본 발명을 따른 실시예 1에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도.
도 2는 본발명을 따른 실시예 2에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도.
도 3은 도 1에 도시한 실시예 1의 디지털 카메라용 촬상렌즈의 수차도.
도 4는 도 2에 도시한 실시예 2의 디지털 카메라용 촬상렌즈의 수차도.
도 5는 본 발명을 따른 실시예 3 및 실시예 5에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도.
도 6은 본 발명을 따른 실시예 4에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도.
도 7은 도 5에 도시한 실시예 3의 디지털 카메라용 촬상렌즈의 수차도.
도 8은 도 6에 도시한 실시예 4의 디지털 카메라용 촬상렌즈의 수차도.
도 9는 도 5에 도시한 실시예 5의 디지털 카메라용 촬상렌즈의 수차도.
본 발명은, CCD나 CMOS 등의 수광소자를 이용한 차량탑재용 카메라, 감시용 카메라, 디지털 카메라, 휴대전화기 탑재용 카메라 등에 사용되는 소형이고 경량인 디지털 카메라용 촬상렌즈에 관한 것이다.
CCD나 CMOS 등의 수광소자를 이용한 감시용 카메라나 디지털 카메라 등에 조립되어 있는 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 충실한 피사체의 재현성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 최근에는 CCD 자체나 CCD 카메라가 소형화되고 있으며, 이에 따라 이들에 조립되는 디지털 카메라용 촬상렌즈에 대해서도 필연적으로 소형화, 콤팩트화의 요구가 높아지고 있다. 더욱이, CCD 등의 수광소자는 CCD의 소형화와는 정반대로 백만 단위의 고화소화(高畵素化)가 이루어지고 있다. 이것을 이용한 카메라에 사용되는 디지털 카메라용 촬상렌즈도 필연적으로 높은 광학성능의 발휘가 요구되고 있다. 종래에는 높은 광학성능을 발휘시키기 위해 다수개의 렌즈를 이용하여 수차(收差)보정을 실시하는 실정이었다.
또한, CCD나 CMOS 등의 수광소자는, 각 화소에 수용되는 광선 각도에 제약이 있다는 특징이 있다. 이것을 무시한 광학계가 조립된 카메라에서는 주변 광량이 감소하여 섀딩(shading)이 발생된다. 종래에는, 이들에 대응하기 위해, 전기적인 보정회로를 설치하는 방법, 수광소자와 한쌍을 이루는 마이크로 렌즈를 배치하거나 하여 소자면에 대한 수광 각도를 확대시키는 등의 방법이 채용되었다. 혹은, 사출 동공(exit pupil)의 위치를 상면(像面)으로부터 가능한 한 떨어뜨리도록 하였다.
본 발명의 목적은, 섀딩(shading)을 방지하기 위해 수광소자의 소자면에 대한 최대 사출각을 화각(畵角, angle of view)보다 작게 할 수 있으며, 또한 백만 단위의 고화소화에 대응할 수 있도록 수차보정을 실시할 수 있는 경량이고 콤팩트한 디지털 카메라용 촬상렌즈를 제안하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본원의 제 1 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 결상면(結像面)이 수광소자이며, 물체측으로부터 결상면의 측을 향하여 순서대로 배치되는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈를 가지며, 상기 제 1 렌즈가 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며, 상기 제 2 렌즈가 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 3 렌즈가 물체측으로 변곡점을 갖는 양(+)의 파워를 갖는 비구면 렌즈이며, 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되어 구성되어 있다.
본원의 제 2 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 결상면(結像面)이 수광소자이며, 물체측으로부터 결상면의 측을 향하여 순서대로 배치되는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈를 가지며, 상기 제 1 렌즈가 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며, 상기 제 2 렌즈가 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 3 렌즈가 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며, 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배 치되어 구성되어 있다.
본원의 제 3 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 결상면(結像面)이 수광소자이며, 물체측으로부터 결상면의 측을 향하여 순서대로 배치되는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈를 가지며, 상기 제 1 렌즈가 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며, 상기 제 2 렌즈가 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 3 렌즈가 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며, 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되어 구성되어 있으며, 상기 제 1 렌즈가 상기 제 2 렌즈와 비교하여 강한 파워를 가지고 있다.
본원의 제 4 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 결상면(結像面)이 수광소자이며, 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고, 상기 제 1 렌즈가 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며, 상기 제 2 렌즈가 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 3 렌즈가 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며, 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되며, 상기 디지털 카메라용 촬상렌즈의 합성 초점 거리를 f, 상기 제 1 렌즈의 물체측의 입사면으로부터 결상면까지의 거리를 Σd라 할 때,
0.50 ＜ Σd/f ＜ 1.5 (1)
인 조건식을 만족한다.
본원의 제 5 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는, 결상면(結像面)이 수광소자이며, 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고, 상기 제 1 렌즈가 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며, 상기 제 2 렌즈가 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며, 상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되며, 상기 제 2 렌즈의 아베수를 υd2라 할 때,
50 ＞ υd2 (2)
인 조건식을 만족한다.
또, 제 1 내지 제 5의 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈에 있어서, 상기 제 1 렌즈는, 양면 렌즈의 면 중 적어도 하나의 면이 비구면이라 하는 경우, 상기 디지털 카메라용 촬상렌즈의 합성 초점 거리를 f, 상기 제 1 렌즈의 초점 거리를 f1으로 할 때,
0.50<f1/f<1.5 (3)
인 조건식을 만족하는 것이 바람직하다.
이와 같이 제 1 내지 제 3 렌즈의 렌즈면을 형성함으로써, 코마수차(coma aberration)와 비점수차(astigmatic aberration)를 양호하게 보정하고, 아울러 왜곡(distortion)도 양호하게 보정할 수 있다.
여기서, 조건식 (1)은, 렌즈계 전체를 더욱 콤팩트하게 유지하기 위한 조건이다. 특히, 휴대전화기 탑재용 카메라에 채용되는 촬상렌즈에 대해서는, 렌즈계 전체를 소형으로 하는 동시에 렌즈계의 전체 길이를 더욱 짧게 할 필요가 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 조건식 (1)을 만족하도록 광학계를 설정하는 것 이 바람직하다. 조건식 (1)의 하한을 밑돌면 렌즈계는 콤팩트하게 할 수 있으나, 각종 수차보정이 어려워진다. 또한, 상한을 웃돌면 렌즈계가 커지므로 바람직하지 않다.
조건식 (2)는, 제 2 렌즈의 아베수를 50 이하로 하여 축상의 색수차 및 축외의 색수차를 안정적으로 유지하기 위한 조건이다.
조건식 (3)은 구면수차를 안정하게 유지하고, 렌즈계 전체를 콤팩트하게 유지하기 위한 조건으로, 하한을 밑돌면 렌즈계는 콤팩트하게 할 수 있으나, 각종 수차보정이 어려워진다. 또한, 상한을 초과하면, 반대로 구면수차의 보정은 용이해지지만, 렌즈계 전체를 콤팩트하게 구성할 수 없게 된다. 이 조건식을 만족함으로써, 구면수차를 양호한 상태로 유지하면서, 렌즈계를 콤팩트하게 할 수 있다.
본 발명에서는 제 1 렌즈를 볼록면이 물체측을 향하는 양의 메니스커스 렌즈로 하고, 이러한 구성과 조건식 (3)을 만족함으로써, 촬상렌즈의 전체 길이를 더욱 짧게 할 수 있다.
또한, 결상면이 CCD나 CMOS인 경우, 각 화소에 수용되는 광선 각도에 제약이 있고, 화면의 주변부를 향해 광선 각도가 커지게 된다. 이러한 현상을 완화하기 위해서라도, 청구항 7에 기재된 발명에 의한 것처럼, 제 3 렌즈의 상면측 렌즈면의 주변부가 상면측을 향해 볼록한 면이 되도록 변곡 비구면으로 하여, 주(主)광선의 최대 사출각을 30도 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 화면 주변부에 생기는 섀딩을 방지하는 비구면 보정이 이루어진다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3군 3매로 구성된 디지털 카메라용 촬상렌즈의 각 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1에는 본 발명을 따른 실시예 1에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈가 도시되어 있다. 본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)는, 물체측으로부터 결상면(6)측을 향해 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스인 제 1 렌즈(1), 이것에 이어지는 개구 조리개(4)를 통해, 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 파워를 갖는 메니스커스인 제 2 렌즈(2), 양(+)의 파워를 갖는 제 3 렌즈(3)를 가지며, 제 2, 제 3 렌즈는 보정렌즈로서 기능한다. 본 예에서는 각 렌즈(1, 2, 3)의 양측 렌즈면이 모두 비구면으로 되어 있다. 또, 본 예에서는, 제 3 렌즈(3)의 제 2 렌즈면(R6)과 결상면(6)의 사이에는 커버유리(5)가 배치되어 있다.
제 3 렌즈(3)에서는, 그 제 1 렌즈면(R5)에서 구경의 대략 50%인 곳에 비구면 변곡점이 형성되어 있고, 제 2 렌즈면(R6)에서는 구경의 대략 25% 부근에 비구면 변곡점이 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 제 3 렌즈(3)의 렌즈 주변의 링형상부는 결상면측에 대해 볼록면을 형성하고 있고, 전체 화각 63도에 대해 주광선의 최대 사출각이 22도로 조정되어 있다.
본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)의 전체 광학계의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F 넘버 : 3.5
초점거리 : f = 5.7mm
전체 길이 : Σd = 7.06mm
표 1A에는 본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터가 표시되어 있고, 표 1B에는 각 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수(aspherical coefficients)가 표시되어 있다.
FNo. 3.5 f = 5.7mm Σd = 7.06mm
i R d Nd υd
1* 1.73 1.0 1.5247 56.2
2* 4.46 0.15
3 0.00 0.4
4 0.00 0.5
5* -1.052 0.8 1.585 29.0
6* -1.50 0.1
7* 5.75 1.2 1.5247 56.2
8* 15.25 1.336
9 0.00 0.6 1.51633 64.2
10 0.00 0.9779
11
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
i k A B C D
1 4.740865×10-2 5.067696×10-3 4.581707×10-3 -6.222765×10-3 3.890559×10-3
2 3.767275×10-1 3.143529×10-3 -1.939397×10-2 9.886734×10-2 -9.132532×10-2
5 -3.275267×10-1 1.603653×10-2 6.356242×10-2 2.087871×10-5 -3.891845×10-2
6 -1.071306 -7.703536×10-3 1.776501×10-2
7 2.361313 -1.916465×10-2 6.266366×10-4 5.086988×10-6 6.795863×10-7
8 0.00 -2.213400×10-2 7.502348×10-4 -3.884072×10-5 -1.070020×10-5
표 1A에서, i는 물체측으로부터 열거한 렌즈면의 순서를 나타내고, R은 각 렌즈면의 곡률을 나타내며, d는 렌즈면간의 거리를 나타내고, Nd는 각 렌즈의 굴절율을 나타내며, υd는 각 렌즈의 아베수를 나타낸다. 또한, i에서 별표(*)가 붙은 렌즈면은 비구면임을 나타낸다.
렌즈면에 채용되는 비구면 형상은, 광축방향의 축을 X, 광축에 직교하는 방향의 높이를 H, 원추 계수를 k, 비구면 계수를 A, B, C, D로 하면, 다음 식으로 표시된다.
Figure 112007012776341-PAT00001
또, 각 기호의 의미 및 비구면 형상을 나타내는 식은 실시예 2, 3, 4, 5에서도 동일하다. 본 예에서는 f1/f = 0.84, Σd/f = 1.24, υd2 = 29이므로, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다.
도 3은 실시예 1에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(100)의 여러 수차를 도시한 수차도이다. 도면에서, SA는 구면수차, OSC는 정현조건(sine condition), AS는 비점수차, DIST는 왜곡을 나타낸다. 비점수차(AS)의 T는 접선(방향의)(tangential)상면, S는 구결(sagittal)상면을 나타낸다. 또한, 도면의 하측에 도시한 수차도는 횡수차를 나타내며, 도면에서, DX는 X 동공 좌표에 관한 횡방향의 X 수차, DY는 Y 동공 좌표에 관한 횡방향의 Y 수차를 나타낸다. 이들 기호의 의미는 실시예 2, 3, 4, 5의 여러 수차를 나타내는 수차도에서도 동일하다.
(실시예 2)
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도이다. 본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(110)에서는, 물체측으로부터 결상면(16)측을 향해 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 메니스커스 렌즈인 제 1 렌즈(11)와, 개구 조리개(14)를 통해, 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 메니스커스 렌즈인 제 2 렌즈(12)와, 양쪽이 볼록렌즈인 제 3 렌즈(13)가 배열되어 있다. 제 3 렌즈(13)의 물체측의 제 1 렌즈면(R5)에는, 렌즈 구경의 대략 48%인 곳에 비구면 변곡점이 형성되어 있다. 또한, 그 상면측의 제 2 렌즈면(R6)은 볼록면의 연장으로 되어 있다. 이와 같이 제 3 렌즈(13)의 렌즈면을 형성함으로써, 전체 화각 63도에 대해 주광선의 최대 사출각은 23.5도로 되어 있다. 또한, 본 예의 제 1 렌즈(11), 제 2 렌즈(12) 및 제 3 렌즈(13)의 각 렌즈면도 모두 비구면으로 되어 있다. 또, 본 예에서도 제 3 렌즈(13)의 제 2 렌즈면(R6)과 결상면(16)의 사이에는 커버 유리(15)가 배치되어 있다.
*본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(110)의 전체 광학계의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F 넘버 : 3.5
초점거리 : f = 5.7mm
전체 길이 : Σd = 6.985mm
표 2A에는 본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(110)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터가 표시되어 있고, 표 2B에는 각 렌즈면의 비구면형상을 규정하기 위한 비구면 계수가 표시되어 있다. 본 예에서는, f1/f = 0.70, Σd/f = 1.23, υd2 = 29이므로, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다. 또한, 도 4에는 그 수차도가 도시되어 있다.
FNo. 3.5 f = 5.7mm Σd = 6.985mm
i R d Nd υd
1* 1.386 1.0 1.5247 56.2
2* 3.087 0.15
3 0.00 0.18
4 0.00 0.47
5* -0.953 0.9 1.585 29.0
6* -2.016 0.1
7* 6.57 1.2 1.5247 56.2
8* -6.15 1.336
9 0.00 0.6 1.51633 64.2
10 0.00 1.0489
11
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
i k A B C D
1 -2.414289×10-1 1.704389×10-2 -7.630913×10-4 1.397945×10-2 -5.89427×10-3
2 7.215993×10-1 -3.474378×10-3 -7.800064×10-2 9.886734×10-2 -9.132532×10-2
5 5.484851××10-1 1.097456×10-1 -2.023164×10-1 5.6317100×10-1 -5.506715×10-1
6 -1.456663 -2.197336×10-2 -1.003731×10-2
7 -3.168123 -1.446476×10-2 1.192514×10-3 3.793835×10-5 -7.112863×10-6
8 0.00 -1.342604×10-3 -1.088183×10-3 -8.566835×10-6 7.766112×10-6
상기 실시예 1, 2의 디지털 카메라용 촬상렌즈(100, 110)에서는, 물체측의 제 1 렌즈(1, 11)로서 렌즈면의 양면이 비구면인 렌즈를 이용하고 있으나, 제 1 렌즈에 대해서는, 렌즈면의 양면이 구면인 렌즈를 이용하거나, 또는 양면의 렌즈면 중, 적어도 한쪽의 렌즈면이 비구면인 렌즈를 이용할 수도 있다.
(실시예 3)
도 5에는 본 발명을 적용한 실시예 3에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈가 도시되어 있다. 본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(120)는, 물체측으로부터 결상면(26)측을 향해 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스인 제 1 렌즈(21)와, 이것에 이어지는 조리개(24)를 통해, 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 파워를 갖는 메니스커스인 제 2 렌즈(22)와, 음(-)의 파워를 갖는 제 3 렌즈(23)를 가지며, 제 2, 제 3 렌즈는 보정렌즈로서 기능한다. 제 3 렌즈(23)와 결상면(26)의 사이에는 커버 유리(25)가 배치되어 있다. 제 3 렌즈(23)는, 결상면측의 제 2 렌즈면(R6)이 렌즈 주변의 링형상부가 결상면측에 대해 볼록면이 되도록 형성되어 있고, 주광선의 최대 사출각은 24도 이하로 되어 있다.
본 예에서, 각 렌즈(21, 22, 23) 중, 제 1 렌즈(21)는 렌즈면의 양면이 구면으로 되어 있다. 한편, 제 2 및 제 3 렌즈(22, 23)는 실시예 1, 2와 마찬가지로 양측의 렌즈면이 모두 비구면으로 되어 있다.
본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(120)의 전체 광학계의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F 넘버 : 3.5
초점거리 : f = 5.7mm
전체 길이 : Σd = 6.46mm
표 3A에는 본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(120)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터가 표시되어 있고, 표 3B에는 각 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수가 표시되어 있다. 본 예에서는, f1/f = 0.73, Σd/f = 1.13, υd2 = 29이므로, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다. 또한, 도 7에는 그 수차도가 도시되어 있다.
FNo. 3.5 f = 5.7mm Σd = 6.46mm
i R d Nd υd
1 1.621 1.0 1.5247 56.2
2 5.009 0.15
3 0.00 0.4
4 0.00 0.5
5* -1.207 0.8 1.585 29.0
6* -1.644 0.1
7* 10.993 1.2 1.5247 56.2
8* 7.773 1.336
9 0.00 0.6 1.51633 64.2
10 0.00 0.3726
11
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
i k A B C D
5 -2.567837×10-1 3.208279×10-2 -1.916911×10-1 3.791361×10-1 -3.067684×10-1
6 -9.161619×10-1 -2.732818×10-3 1.984030×10-2
7 6.274432 -2.566783×10-2 3.344091×10-3 8.712945×10-5 -2.670618×10-5
8 0.00 -3.171232×10-2 1.875582×10-3 -2.705621×10-4 1.570770×10-5
(실시예 4)
도 6은 본 발명에 따른 실시예 4에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈의 구성도이다. 본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(130)에서는, 물체측으로부터 결상면(36)측을 향해 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양의 메니스커스 렌즈인 제 1 렌즈(31)와, 개구 조리개(34)를 통해, 오목면이 물체측을 향하는 음의 메니스커스 렌즈인 제 2 렌즈(32)와, 양의 파워를 갖는 제 3 렌즈(33)가 배열되어 있다. 제 3 렌즈(33)와 결상면(36)의 사이에는 커버 유리(35)가 배치되어 있다. 제 3 렌즈(33)는, 제 2 렌즈면(R6)이 렌즈 주변의 링형상부가 결상면측에 대해 볼록면이 되도록 형성되어 있고, 주광선의 최대 사출각은 24도 이하로 되어 있다.
본 예에서는, 각 렌즈(31, 32, 33) 중, 제 1 렌즈(31)는 렌즈면의 양면이 구면으로 되어 있다. 한편, 제 2 및 제 3 렌즈(32, 33)는 실시예 1, 2, 3과 마찬가지로 양측의 렌즈면이 모두 비구면으로 되어 있다.
본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(130)의 전체 광학계의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F 넘버 : 3.5
초점거리 : f = 5.7mm
전체 길이 : Σd = 6.66mm
표 4A에는 본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(130)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터가 표시되어 있고, 표 4B에는 각 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수가 표시되어 있다. 본 예에서는, f1/f = 0.77, Σd/f = 1.17, υd2 = 29이므로, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다. 또한, 도 8은 그 수차도이다.
FNo. 3.5 f = 5.7mm Σd = 6.66mm
i R d Nd υd
1 1.626 1.2 1.4970 81.6
2 4.76 0.15
3 0.00 0.4
4 0.00 0.5
5* -1.036 0.8 1.585 29.0
6* -1.51 0.1
7* 4.90 1.1 1.5247 56.2
8* 6.80 0.81
9 0.00 0.6 1.51633 64.2
10 0.00 1.0
11
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
i k A B C D
5 -6.210503×10-1 3.611876×10-2 -2.806078×10-1 5.465960×10-1 -4.831922×10-1
6 -1.143408 4.811894×10-3 1.896129×10-3
7 1.531998 -2.174083×10-2 2.450461×10-3 -2.581896×10-4 1.113489×10-5
8 0.00 -3.318003×10-2 4.413864×10-3 -5.477590×10-4 2.739709×10-5
(실시예 5)
다음으로, 다시 도 5를 참조하여 실시예 3의 디지털 카메라용 촬상렌즈(120)에서, 렌즈면의 양면이 구면으로 형성된 제 1 렌즈(21) 대신에, 한 쪽의 렌즈면이 비구면으로 형성되고, 다른 쪽의 렌즈면이 구면으로 형성된 제 1 렌즈(41)를 이용하는 디지털 카메라용 촬상렌즈(140)를 설명한다. 또, 도 5에서 디지털 카메라용 촬상렌즈(140), 제 1 렌즈(41)는 부호에 괄호를 하여 나타내고, 기타 각 부의 구성은 실시예 3과 동일하므로 동일한 부호를 이용하여 설명한다.
본 예의 디지털 카메라용 촬상렌즈(140)는, 물체측으로부터 결상면(26)측을 향해 순서대로, 볼록면이 물체측을 향하는 양의 파워를 갖는 메니스커스인 제 1 렌즈(41)와, 이것에 이어지는 개구 조리개(24)를 통해, 오목면이 물체측을 향하는 음의 파워를 갖는 메니스커스인 제 2 렌즈(22)와, 양의 파워를 갖는 제 3 렌즈(23)를 가지며, 제 2, 제 3 렌즈는 보정렌즈로서 기능한다. 제 3 렌즈(23)와 결상면(26)의 사이에는 커버 유리(25)가 배치되어 있다. 제 3 렌즈(23)는, 결상면측의 제 2 렌즈면(R6)이 렌즈 주변의 링형상부가 결상면측에 대해 볼록면이 되도록 형성되어 있고, 주광선의 최대 사출각은 24도 이하로 되어 있다.
본 예에서, 각 렌즈(41, 22, 23) 중, 제 1 렌즈(41)는 양면의 렌즈면 중, 물체측의 제 1 렌즈면(R1)이 비구면으로 되어 있고, 결상면측의 제 2 렌즈면(R2)이 구면으로 되어 있다. 한편, 제 2 및 제 3 렌즈(22, 23)는 양측의 렌즈면이 모두 비구면으로 되어 있다.
본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(140)의 전체 광학계의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F 넘버 : 3.5
초점거리 : f = 5.7mm
전체 길이 : Σd = 7.07mm
표 5A에는 본 예에 따른 디지털 카메라용 촬상렌즈(140)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터가 표시되어 있고, 표 5B에는 각 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수가 표시되어 있다. 본 예에서는, f1/f = 0.83, Σd/f = 1.24, υd2 = 29이므로, 각 조건식(1) ~ (3)을 만족하고 있다. 또한, 도 9에는 그 수차도가 도시되어 있다.
FNo. 3.5 f = 5.7mm Σd = 7.07mm
i R d Nd υd
1* 1.77 1.0 1.5247 56.2
2 4.973 0.15
3 0.00 0.4
4 0.00 0.5
5* -1.074 0.8 1.5850 29.0
6* -1.584 0.1
7* 5.516 1.2 1.5247 56.2
8* 19.41 1.336
9 0.00 0.6 1.51633 64.2
10 0.00 0.985
11
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
i k A B C D
1 -4.356005×10-2 8.423055×10-3 -4.071931×10-3 4.637228×10-3 -1.088690×10-3
5 -3.998108×10-1 3.950244×10-2 -4.246316×10-2 1.535713×10-1 -1.460498×10-1
6 -1.324467 -1.748017×10-3 1.297864×10-2
7 3.313169 -2.172623×10-2 1.551952×10-3 -2.195645×10-5 -1.380375×10-5
8 0.00 -2.288283×10-2 1.359618×10-3 -1.163401×10-4 1.446310×10-6
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 디지털 카메라용 촬상렌즈는
, 3군 3매로 구성된 렌즈로서, 제 2 렌즈와 제 3 렌즈는 보정렌즈이고, 물체측에 배치되어 있는 제 1 렌즈는 양의 메니스커스 렌즈로서, 볼록면이 물체측을 향해 있다. 그 결과, 렌즈계의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 제 3 렌즈의 렌즈면은, 하나 내지 복수의 비구면 변곡점이 형성된 비구면으로 되어 있기 때문에, 각종 수차를 양호하게 보정하는 동시에 주광선의 최대 사출각을 작게 하여 섀 딩을 방지할 수 있다. 더욱이, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈의 2매의 보정 렌즈에 의해, 수차보정을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 백만 단위의 고화소에 대응된 소형이고 콤팩트한 디지털 카메라용 촬상렌즈를 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고,
    상기 제 1 렌즈는 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며,
    상기 제 2 렌즈는 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 양(+)의 파워를 갖는 비구면 렌즈이며,
    상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되어, 상기 결상면이 수광소자인 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  2. 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고,
    상기 제 1 렌즈는 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며,
    상기 제 2 렌즈는 오목면이 물체측을 향하는 음(-)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며,
    상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되어, 상기 결상면이 수광소자인 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  3. 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고,
    상기 제 1 렌즈는 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며,
    상기 제 2 렌즈는 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며,
    상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되며,
    상기 제 1 렌즈는 상기 제 2 렌즈에 비해 강한 파워를 가지고, 상기 결상면이 수광소자인 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  4. 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고,
    상기 제 1 렌즈는 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며,
    상기 제 2 렌즈는 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며,
    상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되며,
    상기 결상면이 수광소자이며, 상기 디지털 카메라용 촬상렌즈의 합성 초점 거리를 f, 상기 제 1 렌즈의 물체측의 입사면으로부터 결상면까지의 거리를 Σd라 할 때,
    0.50 ＜ Σd/f ＜ 1.5
    를 만족하는 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  5. 물체측으로부터 결상면 측을 향해 순서대로 배치된 제 1 렌즈와, 제 2 렌즈와, 제 3 렌즈를 가지고,
    상기 제 1 렌즈는 볼록면이 물체측을 향하는 양(+)의 파워를 갖는 메니스커스 렌즈이며,
    상기 제 2 렌즈는 오목면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 3 렌즈는 물체측으로 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이며,
    상기 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈 사이에 조리개가 배치되며,
    상기 결상면이 수광소자이며, 상기 제 2 렌즈의 아베수를 υd2라 할 때,
    50 ＞ υd2
    를 만족하는 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는, 양면 렌즈의 면 중 적어도 하나의 면이 비구면이며, 상기 디지털 카메라용 촬상렌즈의 합성 초점 거리를 f, 상기 제 1 렌즈의 초점 거리를 f1으로 할 때,
    0.50<f1/f<1.5
    를 만족하는 디지털 카메라용 촬상렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 렌즈는, 상면측의 렌즈면 주변부가 상면측으로 볼록면으로 되며, 상기 디지털 카메라용 촬상렌즈의 주광선의 최대 사출각이 30도 이하인 디지털 카메라용 촬상렌즈.
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