KR20070097369A

KR20070097369A - 촬상렌즈

Info

Publication number: KR20070097369A
Application number: KR1020070030382A
Authority: KR
Inventors: 요시카주 시노하라
Original assignee: 후지논 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-10-04
Also published as: CN101046542A; KR100851838B1; JP2007264180A; TWI334494B; CN100535702C; TW200736655A; JP4847172B2; US20070229984A1; EP1840619A1; US7502181B2; EP1840619B1

Abstract

고화소화에 대응한 고성능의 촬상렌즈를 실현한다.

물체측으로부터 순서대로, 물체측의 면이 볼록형상인 포지티브의 제1렌즈(G1)와, 상면측(像面側)에 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 형상의 제2렌즈(G2)와, 상면측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상의 제3렌즈(G3)와, 양면이 비구면형상이고 광축 근방에 있어서 상면측의 면이 오목형상인 네거티브의 제4렌즈(G4)와, 양면이 비구면형상인 포지티브 또는 네거티브의 제5렌즈(G5)를 구비한다. 제1 및 제2렌즈(G1,G2)의 아베수(νd1,νd2), 및 제4렌즈(G4)의 아베수(νd4)에 관하여, 이하의 조건을 만족한다.

νd1>50 …… (1)

νd2<30 …… (2)

νd4<30 …… (3)

Description

촬상렌즈{IMAGING LENS}

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 촬상렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 촬상렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예3에 따른 촬상렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예4에 따른 촬상렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예1에 따른 촬상렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이고, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 촬상렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이고, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 실시예3에 따른 촬상렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이고, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 실시예4에 따른 촬상렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이고, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터를 나타낸다.

도 9는 조건식에 관한 값을 각 실시예에 대하여 정리해서 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예1에 따른 촬상렌즈의 모든 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.

도 11은 본 발명의 실시예2에 따른 촬상렌즈의 모든 수차를 나타내는 수차도 이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.

도 12는 본 발명의 실시예3에 따른 촬상렌즈의 모든 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.

도 13은 본 발명의 실시예4에 따른 촬상렌즈의 모든 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.

도 14는 조건식에 대한 설명도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

G1 … 제1렌즈 G2 … 제2렌즈

G3 … 제3렌즈 G4 … 제4렌즈

G5 … 제5렌즈 St …개구 조리개

Ri … 물체측으로부터 제i번째의 렌즈면의 곡률반경

Di … 물체측으로부터 제i번째와 제i+1번째의 렌즈면의 면간격

Z1 …광축

본 발명은, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal 0xide Semiconductor) 등의 촬상소자를 이용한 촬상 기기에 탑재되는 촬상렌즈에 관한 것이다.

CCD나 CMOS 등의 촬상소자는 최근, 대단히 소형화 및 고화소화가 진행되고 있다. 그 때문에, 촬상기기 본체, 및 그것에 탑재되는 렌즈에도, 소형이며 고성능인 것이 요구되고 있다. 또한, 고화소의 촬상소자에 대응하기 위해서 텔레센트릭(telecentric)성, 즉, 촬상소자로의 주광선의 입사각도가 광축에 대하여 평행하게 가깝게(촬상면에 있어서의 입사각도가 촬상면의 법선에 대하여 제로에 가깝게) 되도록 하는 것도 요구되고 있다. 종래, 예컨대 카메라가 부착된 휴대전화기에 탑재되는 촬상렌즈는, 3개의 렌즈로 구성되는 것이 많았지만, 고화소화에 대응하기 위해서, 렌즈 개수가 더욱 증가되는 경향이 있다. 특허문헌1에는, 4개 구성의 촬상렌즈가 기재되어 있다. 특허문헌1에 기재된 촬상렌즈에 있어서, 물체측으로부터 2번째에 배치된 제2렌즈는, 물체측의 면이 오목면 형상인 네거티브 렌즈로 되어 있다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 2005-208236호 공보

그러나, 특허문헌1에 기재된 촬상렌즈는, 색수차의 점 등에서 아직 개선의 여지가 있다. 또한, 촬상렌즈에서는, 텔레센트릭성을 확보하기 위하여 개구 조리개를 되도록이면 물체측에 배치하는 것이 고려되지만, 그 경우, 특허문헌1에 기재된 촬상렌즈와 같이 제2렌즈의 물체측의 면이 오목면 형상이면, 제조 감도가 높게 되고, 예컨대 제조시에 렌즈의 위치 어긋남이 있으면 상면 변동이 생기기 쉽다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈계를 실현할 수 있도록 한 촬상렌즈를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측의 면이 볼록형상인 포지티브의 제1렌즈와, 상면측에 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 형상의 제2렌즈와, 상면측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상의 제3렌즈와, 양면이 비구면형상이고 광축 근방에 있어서 상면측의 면이 오목형상인 네거티브의 제4렌즈와, 양면이 비구면형상의 포지티브 또는 네거티브의 제5렌즈를 구비하고, 하기 조건식을 만족하는 것이다.

νd1>50 …… (1)

νd2<30 …… (2)

νd4<30 …… (3)

단,

νd1은 제1렌즈의 아베수, νd2는 제2렌즈의 아베수, νd4는 제4렌즈의 아베수로 한다.

본 발명에 의한 촬상렌즈에서는, 전체적으로 5개의 렌즈 구성으로 하고, 종래의 3개 또는 4개 구성의 촬상렌즈에 비해서 렌즈 개수를 늘리고, 또한 렌즈 재료, 및 렌즈의 면형상을 최적화함으로써, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈계가 얻어진다. 특히 조건식(1),(2),(3)을 만족함으로써, 축상 색수차 및 배율색수차의 보정 효과가 얻어진다. 또한, 제2렌즈를 상면측에 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 형상으로 함으로써, 제조시의 위치 어긋남에 의해 생기는 상면 변동이 저감되어, 제조 적성이 우수한 렌즈계가 얻어진다.

본 발명에 의한 촬상렌즈에 있어서, 제4렌즈와 제5렌즈에 관하여, 또한 하기 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 이들 조건식을 만족함으로써, 특히, 배율색수차의 보정과 텔레센트릭성의 확보에 유리하게 된다.

G4D(0.0)<G4D(0.7)<G4D(1.0) …… (4)

G45D(1.0)<G45D(0.0) …… (5)

G5MaxH<G4MaxH …… (6)

단, G4D(0.0)은 제4렌즈의 광축상에서의 두께, G4D(0.7)은 제4렌즈의 상측의 면의 유효지름 7할의 위치에서의 두께, G4D(1.0)은 제4렌즈의 상측의 면의 유효지름 10할의 위치에서의 두께를 나타낸다. G45D(0.0)은 제4렌즈와 제5렌즈의 광축상에서의 공기간격, G45D(1.0)은 제5렌즈의 물체측의 면의 유효지름 10할의 위치에서의 제4렌즈와의 공기간격을 나타낸다. G4MaxH는 제4렌즈에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치의 광축으로부터의 높이, G5MaxH는 제5렌즈에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치의 광축으로부터의 높이를 나타낸다.

또한, 본 발명에 의한 촬상렌즈에 있어서, 제5렌즈의 상면측의 면은, 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서는 볼록형상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 특히, 상면 만곡의 보정과 텔레센트릭성의 확보에 유리하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 촬상렌즈에 있어서, 또한 하기 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 이들 조건식을 만족함으로써, 각 렌즈의 파워 배분이 최적화되고, 텔레센트릭성의 확보와 배율 및 축상 색수차의 보정을 행하면서, 렌즈계 전체의 소형화에 유리하게 된다.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

단,

f1은 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리, f3은 제3렌즈의 초점거리, f4는 제4렌즈의 초점거리, f5는 제5렌즈의 초점거리를 나타낸다.

본 발명에 의한 촬상렌즈에 있어서, 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비하고 있어도 된다. 또는, 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비하고 있어도 된다. 개구 조리개를 비교적 앞측에 가져 옮으로써, 텔레센트릭성의 확보에 유리하게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 1실시형태에 따른 촬상렌즈의 제1구성예를 나타내고 있다. 이 구성예는, 후술의 제 1 수치 실시예(도 5(A),도 5(B))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 2는, 제 2 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예는, 후술의 제 2 수치 실시예(도 6(A),도 6(B))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 3은, 제3구성예를 나타내고 있다. 이 구성예는, 후술의 제 3 수치 실시예(도 7(A),도 7(B))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 4는, 제4구성예를 나타내고 있다. 이 구성예는, 후술의 제 4 수치 실시예(도 8(A),도 8(B))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 1~도 4에 있어서, 부호 Ri는, 가장 물체측의 구성요소의 면을 1번째로 하여, 상측(결상측)을 향함에 따라 순차 증가하도록 하여 부호를 붙인 i번째의 면의 곡률반경을 나타낸다. 부호 Di는, i번째의 면과 i+1번째의 면의 광축(Z1) 상의 면 간격을 나타낸다. 또한, 각 구성예 모두 기본적인 구성은 동일하므로, 이하에서는 도 1에 나타낸 제1구성예를 기본으로 하여 설명한다.

이 촬상렌즈는, CCD나 CMOS 등의 촬상소자를 이용한 각종 촬상기기, 예컨대 휴대전화기나, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등에 이용하여 바람직한 것이다. 이 촬상렌즈는, 광축(Z1)을 따라 물체측으로부터 순서대로, 제1렌즈(G1)와, 제2렌즈(G2)와, 제3렌즈(G3)와, 제4렌즈(G4)와, 제5렌즈(G5)를 구비하고 있다. 광학적인 개구 조리개(St)는, 제1렌즈(G1)의 앞측, 보다 상세하게는, 광축(Z1) 상에 있어서 제1렌즈(G1)의 상측의 면보다 물체측에 배치되어 있다. 또한, 도 4의 제4구성예와 같이, 광축(Z1) 상에 있어서 제1렌즈(G1)와 제2렌즈(G2) 사이에 개구 조리개(St)를 배치해도 된다.

이 촬상렌즈의 결상면(Simg)에는, CCD 등의 촬상소자가 배치된다. 제5렌즈(G5)와 촬상소자 사이에는, 렌즈를 장착하는 카메라측의 구성에 따라, 여러가지의 광학부재(GC)가 배치되어 있다. 예컨대 촬상면 보호용의 커버 유리나 적외선 차단 필터 등의 평판형상의 광학부재가 배치된다.

제1렌즈(G1)는, 물체측의 면이 볼록형상인 포지티브 렌즈, 예컨대 양 볼록 렌즈로 되어 있다. 제2렌즈(G2)는, 상면측에 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 렌즈로 되어 있다. 제3렌즈(G3)는, 상면측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 렌즈로 되어 있다. 제4렌즈(G4)는, 양면이 비구면형상인 네거티브 렌즈로 되어 있다. 제5렌즈(G5)는, 양면이 비구면형상인 네거티브 렌즈 또는 포지티브 렌즈로 되어 있다.

제4렌즈(G4)의 물체측의 면은 광축 근방에 있어서 볼록형상이고 주변부에서는 오목형상인 것이 바람직하다. 또한, 제4렌즈(G4)의 상면측의 면은 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서는 볼록형상인 것이 바람직하다. 제5렌즈(G5)의 물체측의 면은 광축 근방에 있어서 볼록형상이고 주변부에서 오목형상, 또는 중간부에서 일단 오목형상으로 되고나서 다시 볼록형상으로 되는 비구면형상인 것이 바람직하다. 또한 제5렌즈(G5)의 상면측의 면은 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서는 볼록형상인 것이 바람직하다.

이 촬상렌즈는, 이하의 조건을 만족하고 있다. 단, νd1은 제1렌즈(G1)의 아베수, νd2는 제2렌즈(G2)의 아베수, νd4는 제4렌즈(G4)의 아베수로 한다.

νd1>50 …… (1)

νd2<30 …… (2)

νd4<30 …… (3)

이 촬상렌즈는 또한, 이하의 조건을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

G4D(0.0)<G4D(0.7)<G4D(1.0) …… (4)

G45D(1.0)<G45D(0.0) …… (5)

G5MaxH<G4MaxH …… (6)

여기서, 도 14를 참조하여 조건식(4)~(6)의 파라미터에 대해서 설명하면G4D(0.0)은 제4렌즈(G4)의 광축(Z1) 상에서의 두께, G4D(0.7)은 제4렌즈(G4)의 상측의 면의 유효지름 7할의 위치(G4H(0.7))에서의 두께, G4D(1.0)은 제4렌즈(G4)의 상측의 면의 유효지름 10할의 위치(G4H(1.0))에서의 두께를 나타낸다. G45D(0.0)은 제4렌즈(G4)와 제5렌즈(G5)의 광축(Z1) 상에서의 공기간격, G45D(1.0)은 제5렌즈(G5)의 물체측의 면의 유효지름 10할의 위치(G5H(1.0))에서의 제4렌즈(G5)와의 공기간격을 나타낸다. G4MaxH는 제4렌즈(G4)에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치(G4MaxD)의 광축(Z1)으로부터의 높이, G5MaxH는 제5렌즈(G5)에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치(G4MaxD)의 광축(Z1)으로부터의 높이를 나타낸다.

이 촬상렌즈는 또한, 이하의 조건을 만족하고 있는 것이 바람직하다. 단, f1은 제1렌즈(G1)의 초점거리, f2는 제2렌즈(G2)의 초점거리, f3은 제3렌즈(G3)의 초점거리, f4는 제4렌즈(G4)의 초점거리, f5는 제5렌즈(G5)의 초점거리를 나타낸다.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

다음에, 이상과 같이 구성된 촬상렌즈의 작용 및 효과를 설명한다.

이 촬상렌즈에서는, 전체적으로 5개의 렌즈 구성으로 하고, 종래의 3개 또는 4개 구성의 촬상렌즈에 비해서 렌즈 개수를 늘리고, 또한 렌즈 재료, 각 렌즈의 파워 배분, 및 렌즈의 면형상을 최적화함으로써, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈계가 얻어진다. 이 촬상렌즈에서는, 광학적인 개구 조리개(St)를 비교적 앞측(물체측)에 가져 옮으로써, 텔레센트릭성을 확보하고 있다. 개구 조리개(St)를 앞측에 가져온 경우, 제조 감도가 높게 되고, 예컨대 제조시에 렌즈의 위치 어긋남이 있으면 상면 변동이 생기기 쉬워지지만, 이 촬상렌즈에서는, 제2렌즈(G2)를 상면측에 오목면을 향한 네거티브의 메니스커스 형상으로 함으로써, 그 상면 변동을 저감하고, 제조 적성이 우수한 렌즈계를 얻고 있다.

이 촬상렌즈에서는, 포지티브 렌즈인 제1렌즈(G1)를 조건식(1)을 만족하는 저분산의 렌즈 재료로 하고, 네거티브 렌즈인 제2렌즈(G2) 및 제4렌즈(G4)를 조건식(2),(3)을 만족하는 고분산의 렌즈 재료로 함으로써, 축상 색수차 및 배율색수차의 보정 효과를 얻고 있다. 조건식(1)의 하한을 밑돌면, 주로 축상 색수차가 커져 버려, 성능이 열화되므로 바람직하지 못하다. 조건식(2)의 상한을 상회하면, 축상 색수차 및 배율색수차가 커져 버려, 성능이 열화되므로 바람직하지 못하다. 조건식(3)의 상한을 상회하면, 주로 배율색수차가 커져 버려, 성능이 열화되므로 바람직하지 못하다. 보다 양호하게 색수차를 보정하기 위해서, 조건식(2),(3)의 상한은 이하의 값인 것이 바람직하다.

νd2<29 …… (2A)

νd4<29 …… (3A)

또한, 이 촬상렌즈에서는, 상측에 배치되어 있는 제4렌즈(G4) 및 제5렌즈(G5)에 있어서의 비구면형상을 중심부와 주변부에서 다른 형상으로 변화시키고 있음으로써, 상면의 중심부로부터 주변부에 걸쳐 상면 만곡을 양호하게 보정하고 있다. 또한, 텔레센트릭성의 확보에 유리하게 되고, 상면의 중심부로부터 주변부에 걸쳐 촬상소자면에 대한 광선의 입사각도가 수직에 가깝게 되도록 하고 있다. 이 경우에 있어서, 제4렌즈(G4) 및 제5렌즈(G5)에 관해 조건식(4),(5),(6)을 만족함으로써, 촬상면에 있어서의 주광선의 광축(Z1)에 대한 입사각도를 작게 하여 텔레센트릭성의 확보에 유리해짐과 아울러, 배율색수차의 보정에 유리하게 된다.

또한, 조건식(7),(8)을 만족함으로써, 텔레센트릭성의 확보와 배율 및 축상 색수차의 보정을 행하면서, 렌즈계 전체의 소형화를 실현하고 있다. 조건식(7)은, 물체측의 2개의 렌즈(제1렌즈(G1) 및 제2렌즈(G2))의 파워의 적절한 관계를 규정하고 있다. 조건식(7)의 하한을 밑돌면, 색수차의 저감에는 유리하게 되지만, 전체 길이가 긴 렌즈계로 되어 버리므로 바람직하지 못하다. 조건식(8)은, 상면측의 3개의 렌즈(제3렌즈(G3), 제4렌즈(G4) 및 제5렌즈(G5))의 파워의 적절한 관계를 규정하고 있다. 조건식(8)의 상한을 넘으면, 촬상면에 있어서의 주광선의 광축(Z1)에 대한 입사각도가 커져 텔레센트릭성이 악화되므로 바람직하지 못하다. 반대로 하한을 밑돌면 전체 길이 단축과 텔레센트릭성의 확보에는 유리해지지만, 배율 및 축상 색수차가 커져 성능이 열화되므로 바람직하지 못하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 촬상렌즈에 의하면, 종래의 3개 또는 4개 구성의 촬상렌즈에 비해서 렌즈 개수를 늘리고, 렌즈 재료, 렌즈의 면형상 및 각 렌즈의 파워 배분의 최적화를 도모하도록 했으므로, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈계를 실현할 수 있다.

[실시예]

다음에, 본 실시형태에 따른 촬상렌즈의 구체적인 수치 실시예에 대해서 설명한다. 이하에서는, 제1~제4의 수치 실시예를 정리해서 설명한다.

도 5(A),도 5(B)는, 실시예1에 따른 촬상렌즈의 수치 데이터를 나타내고 있다. 특히 도 5(A)에는 그 기본적인 렌즈 데이터를 나타내고, 도 5(B)에는 비구면에 관한 데이터를 나타낸다. 도 5(A)에 나타낸 렌즈 데이터에 있어서의 면 번호(Si)의 란에는, 가장 물체측의 구성요소의 면을 1번째로 하여, 상측을 향함에 따라 순차적 으로 증가하도록 해서 부호를 붙인 i번째(i=1~13)의 면의 번호를 나타내고 있다. 곡률반경(Ri)의 란에는, 도 1에 있어서 붙인 부호(Ri)에 대응시켜서, 물체측으로부터 i번째의 면의 곡률반경의 값(㎜)을 나타낸다. 면간격(Di)의 란에 대해서도, 마찬가지로 물체측으로부터 i번째의 면(Si)과 i+1번째의 면(Si+1)의 광축상의 간격(㎜)을 나타낸다. Ndi는, 서로 이웃하는 렌즈면간의 d선(파장 587.6㎚)에 대한 굴절률의 값을 나타낸다. νdj의 란에는, 물체측으로부터 j번째(j=1~6)의 광학요소의 d선에 대한 아베수의 값을 나타낸다.

실시예1에 따른 촬상렌즈는, 제2렌즈(G2)를 제외한, 제1렌즈(G1), 제3렌즈(G3), 제4렌즈(G4), 및 제5렌즈(G5)의 양면이 전부 비구면형상으로 되어 있다. 도 5(A)의 기본 렌즈 데이터에는, 이들 비구면의 곡률반경으로서, 광축 근방의 곡률반경의 수치를 나타내고 있다. 도 5(B)에 비구면 데이터로서 나타낸 수치에 있어서, 기호 "E"는, 그 다음에 계속되는 수치가 10을 베이스로 한 "멱지수"인 것을 나타내고, 그 10을 베이스로 한 지수함수로 나타내어지는 수치가 "E" 앞의 수치에 승산되는 것을 나타낸다. 예컨대, 「1.0E-02」이면, 「1.0×10^-2」인 것을 나타낸다.

비구면 데이터로서는, 이하의 식(A)에 의해 나타내지는 비구면형상의 식에 있어서의 각 계수(B_i,KA)의 값을 기재한다. Z는, 보다 상세하게는, 광축(Z1)으로부터 높이(h)의 위치에 있는 비구면상의 점으로부터, 비구면의 정점의 접평면(광축(Z1)에 수직인 평면)에 내린 수직선의 길이(㎜)를 나타낸다. 실시예1에 관한 촬상렌즈는, 각 비구면이 비구면계수(B_i)로서 제4차~제1O차의 계수(B₄~B₁₀)를 유효하게 이용하여 표시되어 있다.

Z=Cㆍh²/{1+(1-KAㆍC²ㆍh²)^1/2}+∑B_iㆍhⁱ …… (A)

(i=4~10)

단,

Z: 비구면의 깊이(㎜)

h: 광축으로부터 렌즈면까지의 거리(높이)(㎜)

KA: 이심율(제2차의 비구면계수)

C: 근축곡률=1/R

(R: 근축곡률반경)

B_i: 제i차의 비구면계수

이상의 실시예1에 따른 촬상렌즈와 마찬가지로 하여, 실시예2~실시예4에 따른 촬상렌즈의 기본적인 렌즈 데이터를 도 6(A),도 7(A),도 8(A)에 나타낸다. 또한 마찬가지로, 실시예2~실시예4에 따른 촬상렌즈의 비구면에 관한 데이터를, 도 6(B),도 7(B),도 8(B)에 나타낸다. 또한, 실시예2~실시예4에 따른 촬상렌즈 모두, 제1렌즈(G1), 제2렌즈(G2), 제3렌즈(G3), 제4렌즈(G4), 및 제5렌즈(G5)의 양면이 전부 비구면형상으로 되어 있다.

도 9에는, 상술의 각 조건식에 관한 값을 나타낸다. 또한, 도 9에 있어서, f는 전체 계의 근축초점거리(㎜)를 나타낸다. f1,f2,f3,f4,f5는 각각, 제1렌즈(G1), 제2렌즈(G2), 제3렌즈(G3), 제4렌즈(G4), 및 제5렌즈(G5)의 근축초점거리(㎜)를 나 타낸다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예의 값이, 각 조건식의 수치범위 내로 되어 있다.

도 10(A)~도 10(C)는 각각, 실시예1에 따른 촬상렌즈에 있어서의 구면수차, 비점수차(상면 만곡), 및 디스토션(왜곡 수차)을 나타내고 있다. 각 수차 도면에는, d선을 기준 파장으로 하고, C선(파장 656.27㎚) 및 F선(파장 486.13㎚)에 대한 수차도 나타낸다. 비점수차도에 있어서, S는 사지탈(sagittal) 방향, T는 탄젠셜(tangential) 방향의 수차를 나타낸다. ω는, 반화각을 나타낸다. 또한, 도 10(A)에 있어서 세로방향은 입사동 지름(㎜)을 나타낸다.

마찬가지로 하여, 실시예2에 따른 촬상렌즈에 대한 모든 수차를 도 11(A)~도 11(C)에, 실시예3에 따른 촬상렌즈에 대한 모든 수차를 도 12(A)~도 12(C)에, 실시예4에 따른 촬상렌즈에 대한 모든 수차를 도 13(A)~도 13(C)에 나타낸다. 또한, 도 11(B),(C)에 있어서 세로방향은 상 높이(Y)(㎜)를 나타낸다.

이상의 각 수치 데이터 및 각 수차도로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예에 대해서, 전체적으로 5개의 렌즈 구성이며, 렌즈 재료, 렌즈의 면형상 및 각 렌즈의 파워 배분이 최적화되어, 고성능의 촬상렌즈계가 실현되어 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태 및 각 실시예에 한정되지 않고 여러가지의 변형 실시가 가능하다. 예컨대, 각 렌즈 성분의 곡률반경, 면간격 및 굴절률의 값 등은, 상기 각 수치 실시예에서 나타낸 값에 한정되지 않고, 다른 값을 가질 수 있다.

본 발명의 촬상렌즈에 의하면, 전체적으로 5개의 렌즈 구성으로 하고, 종래의 3개 또는 4개 구성의 촬상렌즈에 비해서 렌즈 개수를 늘리고, 또한 렌즈 재료, 및 렌즈의 면형상의 최적화를 도모하도록 했으므로, 고화소화에 대응한 고성능의 렌즈계를 실현할 수 있다.

Claims

물체측으로부터 순서대로, 물체측의 면이 볼록형상인 포지티브의 제1렌즈와,

네거티브 굴절력을 갖고 상면측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 제2렌즈와,

포지티브 굴절력을 갖고 상면측에 볼록면을 향한 메니스커스 형상의 제3렌즈와,

양면이 비구면형상이고 광축 근방에 있어서 상면측의 면이 오목형상인 네거티브의 제4렌즈와,

양면이 비구면형상인 포지티브 또는 네거티브의 제5렌즈를 구비하고,

하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

νd1>50 …… (1)

νd2<30 …… (2)

νd4<30 …… (3)

단,

νd1: 제1렌즈의 아베수

νd2: 제2렌즈의 아베수

νd4: 제4렌즈의 아베수로 한다.
제1항에 있어서, 제4렌즈와 제5렌즈에 관해서, 추가로 하기 조건식을 만족하 는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

G4D(0.0)<G4D(0.7)<G4D(1.0) …… (4)

G45D(1.0)<G45D(0.0) …… (5)

G5MaxH<G4MaxH …… (6)

단,

G4D(0.0): 제4렌즈의 광축상에서의 두께

G4D(0.7): 제4렌즈의 상측의 면의 유효지름 7할의 위치에서의 두께

G4D(1.0): 제4렌즈의 상측의 면의 유효지름 10할의 위치에서의 두께

G45D(0.0): 제4렌즈와 제5렌즈의 광축상에서의 공기간격

G45D(1.0): 제5렌즈의 물체측의 면의 유효지름 10할의 위치에서의 제4렌즈와의 공기간격

G4MaxH: 제4렌즈에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치의 광축으로부터의 높이

G5MaxH: 제5렌즈에 있어서 렌즈 두께가 가장 두껍게 되는 위치의 광축으로부터의 높이로 한다.
제2항에 있어서, 상기 제5렌즈의 상면측의 면은, 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서는 볼록형상인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제3항에 있어서, 추가로 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌 즈.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

단,

f1: 제1렌즈의 초점거리

f2: 제2렌즈의 초점거리

f3: 제3렌즈의 초점거리

f4: 제4렌즈의 초점거리

f5: 제5렌즈의 초점거리

로 한다.
제3항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제3항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제4항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제4항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제5렌즈의 상면측의 면은, 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서는 볼록형상인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제9항에 있어서, 추가로 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

단,

f1: 제1렌즈의 초점거리

f2: 제2렌즈의 초점거리

f3: 제3렌즈의 초점거리

f4: 제4렌즈의 초점거리

f5: 제5렌즈의 초점거리

로 한다.
제9항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제9항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제10항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제10항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제1항에 있어서, 추가로 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

단,

f1: 제1렌즈의 초점거리

f2: 제2렌즈의 초점거리

f3: 제3렌즈의 초점거리

f4: 제4렌즈의 초점거리

f5: 제5렌즈의 초점거리

로 한다.
제15항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제15항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제2항에 있어서, 추가로 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.

｜f2/f1｜>1 …… (7)

1.0<｜f3*(1/f4+1/f5)｜<1.5 …… (8)

단,

f1: 제1렌즈의 초점거리

f2: 제2렌즈의 초점거리

f3: 제3렌즈의 초점거리

f4: 제4렌즈의 초점거리

f5: 제5렌즈의 초점거리

로 한다.
제20항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제20항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1렌즈의 상측의 면보다 물체측에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.