KR20070113999A - 촬상 렌즈 - Google Patents

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KR20070113999A
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켄이치 사토
미노루 타니야마
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후지논 가부시키가이샤
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Abstract

제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 재료를 이용하여 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 유지하면서 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된 소형이고 고성능의 촬상 렌즈를 제공함을 과제로 한다.
이를 위해, 물체측으로부터 순서대로, 포지티브의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈와, 물체측에 오목면을 향한 네거티브의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈와, 광축 근방에 있어서의 형상이 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상의 제 3 렌즈를 구비하고, 하기 조건식을 만족한다. f는 촬상 렌즈의 초점 거리, f1은 제 1 렌즈(G1)의 초점 거리, D2는 광축(Z1) 상에서의 제 1 렌즈(G1)와 제 2 렌즈(G2)의 간격, υ123은 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈의 아베수의 평균, υ2는 제 2 렌즈의 아베수로 한다.
0.7＜f1／f＜1.3 … (1)
0.25＜D2／f＜0.50 … (2)
55＜υ123 … (3)
│υ123－υ2│＜5 … (4)

Description

촬상 렌즈{IMAGING LENS}
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 촬상 렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 촬상 렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예3에 따른 촬상 렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예4에 따른 촬상 렌즈에 대응하는 렌즈 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예1에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이며, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터, (C)는 회절면에 관한 데이터를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이며, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터, (C)는 회절면에 관한 데이터를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예3에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이며, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터, (C)은 회절면에 관한 데이터를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예4에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 데이터를 나타내는 도면이며, (A)는 기본적인 렌즈 데이터, (B)는 비구면에 관한 렌즈 데이터, (C)는 회절면에 관한 데이터를 나타낸다.
도 9는 조건식에 관한 값을 각 실시예에 대해서 정리하여 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예1에 따른 촬상 렌즈의 여러 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예2에 따른 촬상 렌즈의 여러 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예3에 따른 촬상 렌즈의 여러 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예4에 따른 촬상 렌즈의 여러 수차를 나타내는 수차도이며, (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션을 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 셔터
G1 : 제 1 렌즈
G2 : 제 2 렌즈
G3 : 제 3 렌즈
St : 개구 조리개
Ri : 물체측으로부터 제 i 번째의 렌즈면의 곡률 반경
Di : 물체측으로부터 제 i 번째와 제 i+1 번째의 렌즈면의 면 간격
Z1 : 광축
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal 0xide Semiconductor) 등의 촬상 소자를 사용한 촬상 기기, 예를 들면 디지털 스틸 카메라, 카메라가 부착된 휴대 전화기, 및 정보 휴대 단말(PDA : Personal Digital Assistance) 등에 탑재되는 촬상 렌즈에 관한 것이다.
CCD나 CMOS 등의 촬상 소자는 최근 매우 소형화 및 고화소화가 진행되고 있다. 그 때문에 촬상 기기 본체, 및 그것에 탑재되는 렌즈에도, 소형이고 고성능의 것이 요구되고 있다. 소형화를 위해서는 전체 길이의 단축화와 소경화(광축에 직교하는 지름 방향의 소형화)가 필요하게 된다. 또, 일반적으로 촬상 광학계에서는 소형화 외에도 텔레센트릭성, 즉 촬상 소자로의 주광선의 입사 각도가 광축에 대하여 평행하고 가깝게(촬상면에 있어서의 입사 각도가 촬상면의 법선에 대하여 제로에 가깝게) 되도록 하는 것도 요구되고 있다. 텔레센트릭성을 확보하기 위해서는 광학적 개구 조리개를 가능한 한 물체측에 배치하는 것이 유리하다. 특허문헌1에는 전체로서 3장의 렌즈를 갖고, 광학적 개구 조리개를 가장 물체측에 배치한 구성의 촬상 렌즈가 개시되어 있다. 또, 특허문헌2에는 전체로서 3장의 렌즈를 갖고, 광학적 개구 조리개를 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 배치한 구성의 촬상 렌즈가 개시되어 있다.
[특허문헌1] 일본 특허 공개 2005-292235호 공보
[특허문헌2] 일본 특허 공개 2004-302058호 공보
그런데, 정지화 촬영용 촬상장치에서는 촬상 소자의 고화소화가 진행됨에 따 라 촬상 소자에서의 신호 노이즈의 저감을 도모하기 위해 기계적인 셔터를 설치하는 것이 요구되어 오고 있다. 셔터를 설치할 경우, 광량 편차를 줄이기 위해 광학적 개구 조리개의 근처에 배치하는 것이 유리하다. 한편, 3장 구성의 촬상 렌즈에 있어서는 상술한 바와 같이, 텔레센트릭성을 확보하기 위해 가능한 한 물체측, 예를 들면 제 1 렌즈의 앞 또는 뒤에 광학적 개구 조리개를 배치하는 것이 유리하다. 그러나 셔터 기구를 제 1 렌즈의 앞, 가장 물체측에 배치하면 소형화의 점에서 불리하게 된다. 그래서 셔터 기구를 렌즈계 내부, 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 배치하는 것이 고려된다. 그 때문에 3장 구성의 촬상 렌즈에 있어서 셔터 기구를 배치하기 위해 제 1 렌즈와 제 2 렌즈의 공기 간격을 충분히 확보하면서 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 갖는 렌즈의 개발이 기대되고 있다. 특허문헌1의 실시예3은 제 1 렌즈와 제 2 렌즈의 간격이 비교적 넓게 확보되어 셔터 기구의 배치에 유리한 렌즈 구성으로 되어 있지만, 이것보다 더욱 셔터 기구의 배치에 유리하고 높은 수차 성능을 갖는 렌즈의 개발이 기대되고 있다. 또, 적은 렌즈 장수로 고성능화를 실현하기 위해 비구면 등의 특수형상의 렌즈를 사용하는 것이 유리하지만, 이 경우 제조성이나 비용을 고려한 적절한 렌즈 재료의 선택을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 재료를 이용하여 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 유지하면서 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된 소형이고 고성 능의 촬상 렌즈를 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 촬상 렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈와, 물체측에 오목면을 향한 네거티브의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈와, 광축 근방에 있어서의 형상이 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상의 제 3 렌즈를 구비하고, 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈 중 적어도 1면이 비구면이며, 하기 조건식을 만족하는 것이다. 단, f는 촬상 렌즈의 초점 거리, f1은 제 1 렌즈의 초점 거리, D2는 광축 상에서의 제 1 렌즈와 제 2 렌즈의 간격, υ123은 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈의 아베수의 평균, υ2는 제 2 렌즈의 아베수로 한다.
0.7＜f1／f＜1.3 … (1)
0.25＜D2／f＜0.50 … (2)
55＜υ123 … (3)
│υ123－υ2│＜5 … (4)
본 발명에 의한 촬상 렌즈에서는 전체로서 3장이라는 적은 렌즈 구성으로 각 렌즈의 형상 및 굴절력이 적절한 것으로 됨으로써 소형화가 도모된다. 또, 조건식(1)을 만족함으로써 제 1 렌즈의 파워 배분이 최적화되고, 고화소화에 대응한 높은 수차 성능의 유지에 유리하게 된다. 또한, 조건식(2)를 만족함으로써 제 1 렌즈와 제 2 렌즈의 간격이 넓게 확보되어 셔터 기구의 배치에 유리하게 된다. 또, 조건식(3) 및 (4)를 만족함으로써 제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 재료를 사용 하면서 색 수차의 증대가 억제된다.
또한, 제 1 렌즈의 물체측의 면은 광축 근방에 있어서 볼록형상임과 아울러, 제 1 렌즈의 물체측 또는 상측 중 어느 한쪽의 면이 회절면으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 보다 고성능화를 도모할 수 있다. 특히, 조건식(4)를 만족해서 각 렌즈 사이의 아베수의 차가 작은 재료만으로 구성되어 있을 경우라도 색 수차가 양호하게 보정된다.
또한, 하기 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 각 렌즈의 파워 배분이 최적화되어 고화소화에 대응한 높은 수차 성능이 유지된다. 단, f2는 제 2 렌즈의 초점 거리, f3은 제 3 렌즈의 초점 거리로 한다.
0.3＜│f2／f│＜1.0 … (5)
0.5＜f3／f＜1.0 … (6)
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 촬상 렌즈의 제 1 구성예를 나타내고 있고, 후술의 제 1 수치 실시예(도 5(A)~도 5(C))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 2는 제 2 구성예를 나타내고 있고, 후술의 제 2 수치 실시예(도 6(A)~도 6(C))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 3은 제 3 구성예를 나타내고 있고, 후술의 제 3 수치 실시예(도 7(A)~도 7(C))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 4는 제 4 구성예를 나타내고 있고, 후술의 제 4 수치 실시예(도 8(A)~도 8(C))의 렌즈 구성에 대응하고 있다. 도 1~도 4에 있어서, 부호 Ri는 가장 물체측의 구성 요소의 면을 1번째로 하여 상측(결상측)을 향함에 따라 순차 증가하도록 해서 부호를 붙인 i번째의 면의 곡률 반경을 나타낸다. 부호 Di는 i번째의 면과 i+1번째의 면의 광축(Z1) 상의 면 간격을 나타낸다.
이 촬상 렌즈는 CCD나 CMOS 등의 촬상 소자를 사용한 각종 촬상 기기, 예를 들면 디지털 스틸 카메라, 카메라가 부착된 휴대 전화기, 및 정보 휴대 단말 등에 이용하기에 바람직한 것이다. 이 촬상 렌즈는 광축(Z1)을 따라 물체측으로부터 순서대로 제 1 렌즈(G1)와, 제 2 렌즈(G2)와, 제 3 렌즈(G3)를 구비하고 있다. 제 1 렌즈(G1), 제 2 렌즈(G2) 및 제 3 렌즈(G3) 중 적어도 1면이 비구면으로 되어 있다.
광학적인 개구 조리개(St)는 텔레센트릭성을 확보하기 위해 가능한 한 물체측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 도 1, 도 2의 구성예에서는 제 1 렌즈(G1)의 뒷쪽에 개구 조리개(St)가 배치되어 있다. 도 3, 도 4의 구성예에서는 제 1 렌즈(G1) 앞쪽, 렌즈계의 가장 물체측에 개구 조리개(St)가 배치되어 있다. 셔터(10)는 제 1 렌즈(G1)와 제 2 렌즈(G2) 사이에 배치되어 있다.
이 촬상 렌즈의 결상면(Simg)에는 CCD 등의 촬상 소자가 배치된다. 제 3 렌즈(G3)와 촬상 소자 사이에는 렌즈를 장착하는 카메라측의 구성에 따라 다양한 광학 부재(GC)가 배치되어 있다. 예를 들면, 촬상면 보호용 커버 글라스나 적외선 컷 필터 등의 평판형상의 광학 부재가 배치된다.
제 1 렌즈(G1)는 포지티브의 굴절력을 갖고 있다. 또, 제 1 렌즈(G1)의 물체측의 면이 광축 근방에 있어서 볼록형상으로 되어 있고, 물체측 또는 상측 중 어느 한 쪽의 면에 회절면이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한 도 1~도 4의 구성예 에서는 제 1 렌즈(G1)는 광축 근방에 있어서의 형상이 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상으로 되어 있다. 회절면은 도 1, 도 3의 구성예에서는 제 2 면(상측의 면), 도 2, 도 4의 구성예에서는 제 1 면(물체측의 면)에 설치되어 있다.
제 2 렌즈(G2)는 물체측에 오목면을 향하고, 네거티브의 굴절력을 갖고 있다. 제 2 렌즈(G2)는 광축 근방에 있어서 양 오목형상인 것이 바람직하다. 제 2 렌즈(G2)의 상측의 면은 광축 근방에 있어서 오목형상이고 주변부에서 볼록형상인 것이 바람직하다. 이것에 의해 후술의 조건식(5)의 수치 범위를 충족하기 쉬워진다.
제 3 렌즈(G3)는 광축 근방에 있어서의 형상이 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상으로 되어 있다. 제 3 렌즈(G3)는 가장 촬상면측에 배치된 렌즈이다. 이 때문에 제 3 렌즈(G3)에서는 제 1 렌즈(G1) 및 제 2 렌즈(G2)에 비해서 각 화각마다 광속이 분리된다. 따라서 제 3 렌즈(G3)에 있어서 비구면을 적절히 사용함으로써 각 화각마다의 수차 보정을 하기 쉽고, 상면 만곡 및 왜곡 수차의 보정을 하기 쉽다. 또, 텔레센트릭성을 확보하기 쉽다. 도 1~도 4의 구성예에서는 제 3 렌즈(G3)의 상측의 면을 광축 근방에 있어서 오목형상이고, 주변부에서 볼록형상으로 하고 있다.
이 촬상 렌즈는 이하의 조건을 만족하고 있다. 단, f는 촬상 렌즈의 초점 거리, f1은 제 1 렌즈(G1)의 초점 거리, D2는 광축(Z1) 상에서의 제 1 렌즈(G1)와 제 2 렌즈(G2)의 간격, υ123은 제 1 렌즈(G1)와 제 2 렌즈(G2)와 제 3 렌즈(G3)의 아베수의 평균, υ2는 제 2 렌즈(G2)의 아베수로 한다.
0.7＜f1／f＜1.3 … (1)
0.25＜D2／f＜0.50 … (2)
55＜υ123 … (3)
│υ123－υ2│＜5 … (4)
또한, 하기 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 단, f2는 제 2 렌즈(G2)의 초점 거리, f3은 제 3 렌즈(G3)의 초점 거리로 한다.
0.3＜│f2／f│＜1.0 … (5)
0.5＜f3／f＜1.0 … (6)
다음에, 이상과 같이 구성된 촬상 렌즈의 작용 및 효과를 설명한다.
이 촬상 렌즈에서는 전체로서 3장이라는 적은 렌즈 구성으로 개구 조리개(St)를 제 1 렌즈(G1) 앞쪽 또는 뒷쪽에 배치함으로써 전체 길이 단축과 텔레센트릭성의 확보에 유리한 렌즈계가 얻어진다. 또, 조건식(1), (2), (5), (6)을 만족함으로써 각 렌즈의 굴절력, 및 각 렌즈의 배치의 최적화가 도모되고, 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 유지하면서 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된다. 또한, 이 촬상 렌즈에서는 각 면의 비구면을 최적화함으로써 보다 한층 효과적인 수차 보정이 가능해진다. 고화소의 촬상 소자에 대응하기 위해서는 텔레센트릭성, 즉 촬상 소자로의 주광선의 입사 각도가 광축에 대하여 평행하고 가깝게(촬상면에 있어서의 입사 각도가 촬상면의 법선에 대하여 제로에 가깝게) 되도록 하는 것이 요구된다. 이 촬상 렌즈에서는, 예를 들면 촬상 소자에 가장 가까운 최종 렌즈면인 제 3 렌즈(G3)의 상측의 면을 광축 근방에 있어서 상측에 오목형상으 로, 주변부에서는 상측에 볼록형상으로 되는 형상으로 함으로써 각 화각마다의 수차 보정이 적절히 이루어지며, 광속의 촬상 소자로의 입사 각도가 일정한 각도 이하로 제어된다. 이것에 의해 결상면 전역에 있어서의 광량 편차를 경감할 수 있고, 또한 상면 만곡 및 왜곡 수차의 보정에 유리하게 된다.
이 촬상 렌즈에서는 제 1 렌즈(G1)가 제 2 렌즈(G2) 및 제 3 렌즈(G3)에 비해 유효 지름이 작고, 또한 면의 곡률 반경은 비교적 커지는 경향이 있다. 특히, 제 1 렌즈(G1)의 상측의 면은 비교적 평면에 가까워지는 경향이 있다. 이 때문에, 회절면을 설치할 경우에는 가공성의 용이함의 점에서 제 1 렌즈(G1)에 설치하는 것이 바람직하다. 또, 제 1 렌즈(G1)에 회절면을 설치한 쪽이 제 2 렌즈(G2) 및 제 3 렌즈(G3)에 설치한 경우에 비해 색 수차의 보정을 하기 쉽다. 또한, 회절면을 설치함으로써 설계 파라미터가 늘어나게 되므로, 소형화와 여러 수차의 보정의 점에서 유리하며, 보다 고성능화를 도모하기 쉽다. 특히 회절면과 굴절 렌즈를 조합한 소위 하이브리드형 렌즈에서는 통상의 굴절 렌즈에 비해 다른 분산 작용이 얻어지므로, 일반적인 굴절율 렌즈만을 사용한 구성에 비해서 색 수차의 보정을 하기 쉬워진다. 이 때문에, 예를 들면 각 렌즈를 모두 동일 재료로 구성하거나, 혹은 아베수의 차가 작은 렌즈 재료만을 조합해서 구성했다고 해도 색 수차를 양호하게 보정할 수 있게 된다. 또, 회절면을 설치할지의 여부는 렌즈의 사양에 따라 결정하면 된다. 예를 들면, 렌즈의 사양이, 성능을 중시할 경우에는 회절면을 설치하는 것이 바람직하지만, 비용 저감을 중시할 경우에는 굳이 회절면을 설치하지 않는 구성도 고려된다.
조건식(3) 및 조건식(4)는 각 렌즈의 아베수에 관한 것이며, 각 렌즈의 적절한 조합을 규정하고 있다. 이 촬상 렌즈에 있어서 비용 저감을 도모하기 위해 각 렌즈를 모두 동일한 재료만으로 구성하거나 또는 성능이 유사한 재료만으로 구성하는 것이 고려되지만, 이 경우 조건식(3) 및 조건식(4)를 충족하는 것이 바람직하다. 이들 조건식의 범위를 벗어나면 동일한 재료 또는 유사한 재료만으로 구성한 경우에 색 수차가 커지므로 바람직하지 않다. 또, 조건식(4)를 만족해서 아베수의 차가 작은 렌즈 재료만을 조합해서 구성했다고 해도, 상술한 바와 같이 회절면을 설치함으로써 잔존하는 색 수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 또한, 이 촬상 렌즈에서는 비구면 가공, 및 회절면 가공의 용이함의 점에서 플라스틱 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 현재 개발되어 있는 플라스틱 재료로는 조건식(3), (4)를 만족하는 것, 보다 바람직하게는 이하의 조건식을 만족하는 것이 저렴하고 입수하기 쉬운 것이 많으므로 비용 삭감의 점에서 유리하다.
50＜υ1, υ2, υ3＜60 … (7)
단,
υ1 : 제 1 렌즈(G1)의 아베수
υ2 : 제 2 렌즈(G2)의 아베수
υ3 : 제 3 렌즈(G3)의 아베수
조건식(1)은 제 1 렌즈(G1)의 초점 거리(f1)에 관한 것으로, 이 수치 범위를 상회하면 제 1 렌즈(G1)의 파워가 지나치게 작아져서 상면 만곡의 보정이 곤란하게 된다. 또한 하회하면 사출동 각도가 지나치게 커져 바람직하지 않다.
조건식(2)는 제 1 렌즈(G1) 및 제 2 렌즈(G2) 사이의 간격(D2)과 전체의 초점 거리(f)에 관한 것으로, 이 수치 범위를 상회하면 전체 길이의 단축화가 곤란하게 된다. 또한 하회하면 제 1 렌즈(G1)와 제 2 렌즈(G2)의 간격(D2)을 충분히 확보할 수 없게 되어 셔터 기구를 배치하는 것이 곤란해지므로 바람직하지 않다.
조건식(5)는 제 2 렌즈(G2)의 초점 거리(f2)에 관한 것으로, 이 수치 범위를 상회하면 제 2 렌즈(G2)의 파워가 지나치게 작아져서 전체 길이의 단축화가 곤란하게 된다. 또한 하회하면 상면 만곡, 및 비점수차 등의 보정이 곤란해지므로 바람직하지 않다. 조건식(6)은 제 3 렌즈(G3)의 초점 거리(f3)에 관한 것으로, 이 수치 범위를 상하 어느 쪽으로 벗어나도 제 2 렌즈(G2)와의 파워 밸런스가 무너져 전체 길이를 짧게 유지한 상태로 여러 수차를 보정하는 것이 어려워지므로 바람직하지 않다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 촬상 렌즈에 의하면 전체로서 3장이라는 적은 렌즈 구성으로 소정의 조건식을 만족하여 각 렌즈의 재료, 각 렌즈의 형상 및 굴절력, 및 각 렌즈의 배치의 최적화를 도모하도록 했으므로, 제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 재료를 이용하여 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 유지하면서 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된 소형이고 고성능의 렌즈계를 실현할 수 있다. 또, 색 수차 성능을 유지하면서 각 렌즈를 동일한 글라스재로 구성할 수 있으므로, 글라스재의 입수성이 향상되고, 제조 비용을 삭감할 수 있게 된다.
[실시예]
다음에 본 실시형태에 따른 촬상 렌즈의 구체적인 수치 실시예1~4에 대하여 설명한다.
실시예1~4로서, 도 1~4에 나타낸 촬상 렌즈의 구성에 대응하는 구체적인 렌즈 데이터를 도 5(A)~도 5(C), 도 6(A)~도 6(C), 도 7(A)~도 7(C), 및 도 8(A)~도 8(C)에 나타낸다. 또한, 도면 중 (A)는 기본적인 렌즈 데이터, 도면 중 (B)는 비구면에 관한 데이터, 도면 중 (C)는 회절면에 관한 데이터이다.
기본 렌즈 데이터로서는 면 번호(Si), 곡률 반경(Ri)(㎜), 면 간격(Di)(㎜), 굴절율(Ndj) 및 아베수(υdj), 촬상 렌즈의 근축 초점 거리(f)(㎜) 및 F넘버(FNO.)의 값에 대해서 나타낸다. 면 번호(Si)는 가장 물체측의 구성 요소의 면을 1번째로 해서 상측을 향함에 따라 순차 증가하도록 하여 부호를 붙인 i번째(i＝1~8)의 면 번호를 나타내고 있다. 곡률 반경(Ri)은 도 1에서 붙인 부호 Ri에 대응하는 면의 곡률 반경의 값을 나타내고 있다. 면 간격(Di)은 물체측으로부터 i번째의 면(Si)과 i+1번째의 면(Si+1)의 광축 상의 간격을 나타내고 있다. 굴절율(Ndj)은 물체측으로부터 j번째(j=1~4)의 광학 요소의 d선(파장 587.6㎚)에 대한 굴절율을 나타내고 있다. 아베수(υdj)는 물체측으로부터 j번째의 광학 요소의 d선에 대한 아베수를 나타내고 있다. 또한, 실시예1~4 중 어느 촬상 렌즈에 있어서나 제 1 렌즈(G1), 제 2 렌즈(G2) 및 제 3 렌즈(G3)의 면 전체가 비구면형상을 갖고 있으므로, 곡률 반경(Ri)에 대해서는 광축 근방에 있어서의 곡률 반경의 값을 나타내고 있다.
특히, 실시예1, 2, 4에서는 제 1 렌즈(G1), 제 2 렌즈(G2) 및 제 3 렌즈(G3)의 각 렌즈를 모두 동일한 재료로 구성하고 있다.
비구면 데이터로서는, 이하에 나타낸 비구면형상의 식(a)에 있어서의 각 계수(An, K)의 값에 대해서 나타낸다. 이 때, 기호 "E"는 그 다음에 계속되는 수치가 10을 밑으로 한 멱지수"이며, 그 10을 밑으로 한 지수 함수로 나타내어지는 수치가 "E" 앞의 수치에 승산되는 것을 나타내고 있다. 예를 들면, 「1.0E－02」는 「1.0×10-2」로 된다. 또한, 식(a)에 있어서, Z는 광축(Z1)으로부터 높이(h)의 위치에 있는 비구명 상의 점으로부터 비구면의 정점의 접평면(광축(Z1)에 수직인 평면)에 내린 수직선의 길이(㎜)를 나타내는 것이다. 또, 실시예1~4에서는 모든 면이 비구면이며, 비구면계수(An)로서 제 3 차~제 10 차의 계수(A3~A10)를 유효하게 이용하여 나타내어져 있다.
Z＝C·h2／{1＋(1－K·C2·h2)1/2}+ΣAn·hn … (a)
(n＝3이상의 정수)
단,
Z : 비구면의 깊이(㎜)
h : 광축으로부터 렌즈면까지의 거리(높이)(㎜)
K : 이심율(제 2 차의 비구면계수)
C : 근축 곡률＝1／R
(R : 근축 곡률 반경)
An : 제 n 차의 비구면계수
회절면 데이터로서는, 회절면을 설치한 면에 대하여 이하에 나타낸 식(b)에 있어서의 각 계수(DOE(diffractive Optical Element) 계수) C1~C5의 값을 나타낸다. 식(b)에 있어서 φ(h)는 위상차함수를 나타내고 있고, 이것에 의해 파면의 위상 변환을 행함으로써 회절면을 설계했다. 또한 회절면을 설치한 면은 실시예1과 실시예3에서는 제 2 면, 실시예2와 실시예4에서는 제 1 면으로 했다.
φ(h)＝C1·h2＋C2·h3＋C3·h4＋C4·h5＋C5·h6 … (b)
(h : 광축으로부터의 높이)
도 9에는 실시예1~4에 있어서의 상술의 각 조건식에 관한 값을 나타낸다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예의 값이 각 조건식의 수치 범위 내로 되어 있다.
또한, 실시예1~4에 따른 촬상 렌즈에 있어서의 여러 수차에 대해서 도 10(A)~도 10(C), 도 11(A)~도 11(C), 도 12(A)~도 12(C), 및 도 13(A)~도 13(C)에 나타낸다. 도면 중 (A)는 구면수차, (B)는 비점수차, (C)는 디스토션(왜곡 수차)을 나타내고 있다. 각 수차도에는 d선을 기준 파장으로 한 수차를 나타낸다. 구면수차도에는 g선(파장 435.8㎚), C선(파장 656.3㎚)에 대한 수차도 나타낸다. 비점수차도에 있어서, 실선은 사지탈 방향, 파선은 탄젠셜 방향의 수차를 나타낸다. FNO.은 F값, ω는 반화각을 나타낸다.
이상의 각 수치 데이터 및 각 수차도로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예에 대하여 전체로서 3장의 렌즈 구성으로 렌즈의 면형상 및 각 렌즈의 파워 배분 이 최적화되고, 또한 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된 소형이고 고성능의 촬상 렌즈를 실현할 수 있다. 또, 렌즈의 재료가 최적화되고, 제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 구성을 실현할 수 있다. 특히 실시예1, 2, 4에서는 각 렌즈를 동일한 재료로 구성하여 비용 삭감을 도모하면서도 회절면을 유효하게 사용함으로써 색 수차가 양호하게 보정되어 고성능화를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태 및 각 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 각 렌즈 성분의 곡률 반경, 면 간격 및 굴절율의 값 등은 상기 각 수치 실시예에서 나타낸 값에 한정되지 않고 다른 값을 채용할 수 있다.
본 발명의 촬상 렌즈에 의하면, 전체로서 3장이라는 적은 렌즈 구성으로 소정의 조건식을 만족하여 각 렌즈의 재료, 각 렌즈의 형상 및 굴절력, 및 각 렌즈의 배치의 최적화를 도모하도록 했으므로, 제조성이나 비용 저감에 유리한 렌즈 재료를 이용하여 고화소화에 대응한 높은 수차 성능을 유지하면서 셔터 기구를 배치하기 위한 내부 간격이 충분히 확보된 소형이고 고성능의 렌즈계를 실현할 수 있다. 또한 특히, 제 1 렌즈에 회절면을 설치한 경우에는 각 렌즈를, 예를 들면 비용이 저렴한 동일한 렌즈 재료만으로 구성했다고 해도 색 수차를 양호하게 보정할 수 있다.

Claims (3)

  1. 물체측으로부터 순서대로, 포지티브의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈와, 물체측에 오목면을 향한 네거티브의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈와, 광축 근방에 있어서의 형상이 물체측에 볼록면을 향한 포지티브의 메니스커스 형상의 제 3 렌즈를 구비하고, 상기 제 1 렌즈, 상기 제 2 렌즈 및 상기 제 3 렌즈 중 1면 이상이 비구면이며, 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    0.7＜f1／f＜1.3 … (1)
    0.25＜D2／f＜0.50 … (2)
    55＜υ123 … (3)
    │υ123－υ2│＜5 … (4)
    단,
    f : 촬상 렌즈의 초점 거리
    f1 : 제 1 렌즈의 초점 거리
    D2 : 광축 상에서의 제 1 렌즈와 제 2 렌즈의 간격
    υ123 : 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈의 아베수의 평균
    υ2 : 제 2 렌즈의 아베수
    로 한다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈의 물체측의 면이 광축 근방에 있어서 볼 록형상임과 아울러, 상기 제 1 렌즈의 물체측 또는 상측 중 어느 한 쪽의 면이 회절면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 또한 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    0.3＜│f2／f│＜1.0 … (5)
    0.5＜f3／f＜1.0 … (6)
    단,
    f2 : 제 2 렌즈의 초점 거리
    f3 : 제 3 렌즈의 초점 거리
    로 한다.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4890943B2 (ja) * 2006-05-26 2012-03-07 富士フイルム株式会社 撮像レンズ
CN101688967B (zh) * 2007-07-04 2012-09-19 柯尼卡美能达精密光学株式会社 摄像透镜及摄像装置、便携终端
US8331722B2 (en) * 2008-01-08 2012-12-11 Aptina Imaging Corporation Methods, apparatuses and systems providing pixel value adjustment for images produced by a camera having multiple optical states
JP5172490B2 (ja) * 2008-06-17 2013-03-27 富士フイルム株式会社 撮像レンズ及びカプセル型内視鏡
CN101685196A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 比亚迪股份有限公司 一种光学镜头组件
JP5308915B2 (ja) * 2009-05-28 2013-10-09 株式会社オプトロジック 撮像レンズ
CN104007537B (zh) * 2014-01-27 2017-01-11 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置
CN106353873A (zh) * 2015-07-17 2017-01-25 信泰光学(深圳)有限公司 成像镜头
JP2017146561A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社タムロン 回折光学素子、光学系及び撮像装置
CN117608059A (zh) * 2021-04-06 2024-02-27 三星电机株式会社 光学成像系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170820A (ja) * 1996-12-13 1998-06-26 Canon Inc 回折光学素子を有した光学系
JP2000089107A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Fuji Photo Optical Co Ltd 画像読取用レンズ
US6490102B1 (en) * 2000-05-12 2002-12-03 Yeo-Chih Huang Hybrid lens system
JP3717488B2 (ja) * 2003-03-31 2005-11-16 フジノン株式会社 単焦点レンズ
SG140461A1 (en) 2003-07-11 2008-03-28 Konica Minolta Opto Inc Image pick-up lens, image pick-up unit, and mobile terminal provided with this image pick-up unit
JP2005292235A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Seiko Precision Inc 撮像レンズ
JP2005316010A (ja) 2004-04-27 2005-11-10 Nidec Copal Corp 撮像レンズ
JP3594088B1 (ja) 2004-06-02 2004-11-24 マイルストーン株式会社 撮像レンズ
JP2005345919A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Seiko Precision Inc 撮像レンズ
JP2006178328A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Sony Corp 撮像レンズ及び撮像装置
CN100516964C (zh) * 2004-12-30 2009-07-22 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 数码相机镜头
JP4804856B2 (ja) * 2005-09-29 2011-11-02 富士フイルム株式会社 単焦点レンズ
JP2008122900A (ja) * 2006-03-30 2008-05-29 Fujinon Corp 撮像レンズ
JP4890943B2 (ja) * 2006-05-26 2012-03-07 富士フイルム株式会社 撮像レンズ
TWI315417B (en) * 2006-10-30 2009-10-01 Largan Precision Co Ltd Optical system for taking image

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CN101078805A (zh) 2007-11-28

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