KR20080017258A

KR20080017258A - 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 휴대 단말

Info

Publication number: KR20080017258A
Application number: KR1020070082509A
Authority: KR
Inventors: 에이고 사노
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2008-02-26
Also published as: US7535659B2; CN101131464B; US20080043346A1; JP2008046526A; JP4977869B2; CN101131464A

Abstract

본 발명은 고체 촬상 소자의 광전 변환부에 피사체상을 결상시키기 위한 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 휴대 단말에 관한 것이다. 본 발명에 관한 촬상 렌즈는 물체측으로부터 차례로, 개구 조리개와, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 적어도 1면이 비구면 형상을 갖고, 마이너스의 굴절력을 갖고 물체측에 오목면을 향한 제4 렌즈로 이루어지고, 초점 거리와 제4 렌즈의 각 면의 곡률 반경에 관한 조건식을 만족시킨다.

고체 촬상 소자, 촬상 렌즈, 촬상 장치, 휴대 단말, 플라스틱 렌즈

Description

촬상 렌즈, 촬상 장치 및 휴대 단말 {IMAGING LENS, IMAGING DEVICE AND PORTABLE TERMINAL}

본 발명은 CCD형 이미지 센서 혹은 CMOS형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자를 이용한, 소형의 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 이를 구비하는 휴대 단말에 관한 것이다.

최근, CCD(Charged Coupled Device)형 이미지 센서 혹은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치의 고성능화, 소형화에 수반하여 촬상 장치를 구비한 휴대 전화나 휴대 정보 단말이 보급되고 있다. 또한, 이들 촬상 장치에 탑재되는 촬상 렌즈에는 한층 소형화, 고성능화로의 요구가 높아지고 있다. 이와 같은 용도의 촬상 렌즈로서는, 2매 혹은 3매 구성의 렌즈에 비해 고성능화가 가능한 것으로, 4매 구성의 촬상 렌즈가 제안되어 있다.

이 4매 구성의 촬상 렌즈로서, 물체측으로부터 차례로, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제4 렌즈로 구성하여 고성능화를 목표로 한, 소위 역에르노스타 타입의 촬상 렌즈가 개시되어 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).

또한, 물체측으로부터 차례로, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제4 렌즈로 구성하고, 촬상 렌즈 전체 길이(촬상 렌즈 전계의 가장 물체측의 렌즈면으로부터 상측 초점까지의 광축 상의 거리)의 소형화를 목표로 한, 소위 텔레포토 타입의 촬상 렌즈가 개시되어 있다(예를 들어, 문헌 2 내지 5 참조).

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-341013호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-365529호 공보

[문헌 3] 일본 특허 공개 제2002-365530호 공보

[문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-365531호 공보

[문헌 5] 일본 특허 공개 제2005－292559호 공보

그러나, 상기 문헌 1에 기재된 촬상 렌즈는, 역에르노스타 타입이므로, 제4 렌즈가 플러스 렌즈이고, 텔레포토 타입과 같이 제4 렌즈가 마이너스 렌즈인 경우에 비해, 광학계의 주점 위치가 상측이 되고, 백 포커스가 길어지기 때문에, 소형화에는 불리한 타입이다. 또한, 4매 렌즈 중 마이너스의 굴절력을 갖는 렌즈는 1매이고, 펫츠발(petzval)화의 보정이 곤란해, 화면 주변부에서는 양호한 성능을 확보하는 것이 어렵다.

또한, 특허문헌 2 내지 4에 기재된 촬상 렌즈는 촬상 화각이 좁은 것에 부가하여, 수차 보정이 불충분하므로, 렌즈 전체 길이를 더 단축화하면, 성능이 열화되어 고화소의 촬상 소자에 대응하는 것이 곤란해지는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 5에 기재된 촬상 렌즈는 텔레포토 타입임에도 불구하고, 제4 렌즈의 마이너스의 굴절력이 비교적 약하기 때문에 백 포커스가 길어, 충분한 소형화는 달성할 수 없다. 또한, 고화소의 촬상 소자에 대응하는 촬상 렌즈로서는 수차 보정도 불충분하다.

본 발명은 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 종래 타입보다 소형이면서도 제수차가 양호하게 보정된, 4매 구성의 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 이를 구비하는 휴대 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 촬상 렌즈는 고체 촬상 소자의 광전 변환부에 피사체상을 결상시키기 위한 촬상 렌즈이며, 물체측으로부터 차례로, 개구 조리개와, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 적어도 1면이 비구면 형상을 갖고, 마이너스의 굴절력을 갖고 물체측에 오목면을 향한 제4 렌즈로 이루어지고, 촬상 렌즈의 초점 거리와 제4 렌즈의 각 면의 곡률 반경에 관한 소정의 조건식을 만족시킨다.

본 발명에 따르면, 종래 타입보다 소형이면서도 제수차가 양호하게 보정된, 4매 구성의 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 이를 구비하는 휴대 단말을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 형태를 설명한다.

항1에 기재된 이러한 촬상 렌즈는,

고체 촬상 소자의 광전 변환부에 피사체상을 결상시키기 위한 촬상 렌즈이며, 물체측으로부터 차례로, 개구 조리개와, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 적어도 1면이 비구면 형상을 갖고 마이너스의 굴절력을 갖고 물체측에 오목면을 향한 제4 렌즈로 이루어지고, 이하의 조건식을 만족시킨다.

[식1]

0.40 ＜ f1/f ＜ 1.30

[식2]

－3.0 ＜ (r7 ＋ r8)/(r7 － r8) ＜ 0

단,

f1 : 상기 제1 렌즈의 초점 거리

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리

r7 : 상기 제4 렌즈 물체 측면의 곡률 반경

r8 : 상기 제4 렌즈 상 측면의 곡률 반경

소형이고 수차가 양호하게 보정된 촬상 렌즈를 얻기 위한 기본 구성은 물체측으로부터 차례로, 개구 조리개와, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 마이너스의 굴 절력을 갖고 물체측에 오목면을 향한 제4 렌즈로 이루어진다. 물체측으로부터 차례로, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈로 이루어지는 플러스 렌즈군과, 물체측에 오목면을 향한 마이너스의 제4 렌즈를 배치하는, 소위 텔레포토 타입의 이 렌즈 구성은, 촬상 렌즈 전체 길이의 소형화에는 유리한 구성이다.

또한, 4매 구성 중 2매를 마이너스 렌즈로 함으로써, 발산 작용을 갖는 면을 많게 하여 펫츠발화의 보정을 용이하게 하고, 화면 주변부까지 양호한 결상 성능을 확보한 촬상 렌즈를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 가장 상측에 배치된 제4 렌즈를 적어도 1면의 비구면으로 함으로써, 화면 주변부에서의 제수차를 양호하게 보정할 수 있다.

이에 부가하여, 가장 물체측에 개구 조리개를 배치함으로써, 사출 동공 위치를 촬상면으로부터 보다 멀리 배치할 수 있고, 고체 촬상 소자의 촬상면 주변부에 결상하는 광속의 주광선 입사 각도(주광선과 광축이 이루는 각도)를 작게 억제할 수 있어, 소위 텔레센트릭 특성을 확보할 수 있다. 또한, 기계적인 셔터를 필요로 하는 경우에 있어서도, 가장 물체측에 배치할 수 있어, 전체 길이가 짧은 촬상 렌즈를 얻는 것이 가능해진다.

그래서, 소형의 촬상 렌즈의 길이이지만, 본 발명의 형태에서는 하기 식을 만족시키는 레벨의 소형화를 목적으로 하고 있다. 이 범위를 만족시킴으로써, 촬상 렌즈 전체 길이를 짧게 할 수 있고 상승적으로 렌즈 외경도 작게 할 수 있다. 이에 의해, 촬상 장치 전체의 소형 경량화가 가능해진다.

[식6]

L/f ＜ 1.40

단,

L : 촬상 렌즈 전계의 가장 물체측의 렌즈면으로부터 상측 초점까지의 광축 상의 거리

f : 촬상 장치 전계의 초점 거리

여기서, 촬상 초점이라 함은, 촬상 렌즈에 광축과 평행한 평행 광선이 입사한 경우의 상점을 말한다. 또한, 촬상 렌즈의 가장 상측의 면과 상측 거리 위치 사이에 광학적 저역 통과 필터, 적외선 커트 필터, 또는 고체 촬상 소자 패키지의 시일 글래스 등의 평행 평판이 배치되는 경우에는, 평행 평판 부분은 공기 환산 거리로 한 후, 상기 L의 값을 계산하는 것으로 한다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식6']

L/f ＜ 1.30

조건식 1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리를 적절하게 설정하여 촬상 렌즈 전체 길이의 단축화와 수차 보정을 적절하게 달성하기 위한 조건식이다.

여기서, 촬상 렌즈 전체 길이와 제1 렌즈의 초점 거리의 관계에 대해 설명한다. 도1과 같이, 본 발명의 바람직한 형태의 렌즈 구성을, 제1 렌즈로부터 제3 렌즈를 합성한 1매의 얇은 플러스 렌즈(초점 거리를 f123으로 함), 제4 렌즈를 1매의 얇은 마이너스 렌즈(초점 거리를 f4로 함)로 하고, 간격(d)을 사이에 두고 배치한 렌즈계라고 가정한다. 그러면, 렌즈 전체 길이(L)는 이하의 식으로 부여된다.

[식9]

L ＝ fB ＋ d ＝ f(1 － d/f123) ＋ d

＝ f － [(f/f123) － 1]d

상기 식으로부터, 전계의 초점 거리(f)와 제1 렌즈로부터 제3 렌즈의 합성 초점 거리(f123)를 일정하다고 하면, 제1 렌즈로부터 제3 렌즈의 합성 렌즈와 제4 렌즈의 간격(d)이 커지면, 촬상 렌즈 전체 길이는 짧아지는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 렌즈로부터 제3 렌즈의 합성 주점을 보다 물체측에 배치하도록 함으로써, 환언하면 제1 렌즈의 굴절력을 비교적 강하게 설정함으로써 촬상 렌즈 전체 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다.

따라서, 조건식 1의 값이 상한을 하회함으로써 제1 렌즈의 굴절력을 적절하게 유지할 수 있고, 제1 렌즈로부터 제3 렌즈의 합성 주점을 보다 물체측으로 배치할 수 있어, 촬상 렌즈 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 한편, 하한을 상회함으로써 제1 렌즈의 굴절력이 필요 이상으로 지나치게 커지지 않고, 제1 렌즈에서 발생하는, 고차원의 구면 수차나 코마 수차를 작게 억제할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식1']

0.50 ＜ f1/f ＜ 1.20

조건식 2는 상기 제4 렌즈의 형상을 적절하게 설정하는 조건이다. 조건식 2에 나타내는 범위에 있어서, 상기 제4 렌즈는 물체측에 오목면을 향한 마이너스의 굴절력을 갖는 매니스커스 형상으로부터, 화상면에 비해 물체측면의 굴절력이 큰 오목 형상까지 변화된다. 상술한 바와 같이, 촬상 렌즈 전체 길이를 짧게 하기 위해서는 fB도 짧게 할 필요가 생긴다. 그래서, 조건식 2의 상한을 하회함으로써 fB를 짧게 하면서도 제4 렌즈의 상 측면의 가장 볼록부와 촬상면의 간격을 적절하게 확보할 수 있다. 한편, 하한을 상회함으로써 제4 렌즈의 주점이 상측으로 지나치게 가지 않게 되어 제4 렌즈를 통과하는 축상 광선 높이를 적절하게 유지할 수 있어, 축상 색수차의 보정에 유리해진다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식2']

－2.5 ＜ (r7 ＋ r8)/(r7 － r8) ＜－0.1

더 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식2"]

－2.5 ＜ (r7 ＋ r8)/(r7 － r8) ＜－0.3

항2에 기재된 구성, 항1에 기재된 촬상 렌즈에 있어서 이하의 조건식을 만족시킨다.

[식3]

0.05 ＜ d34/f ＜ 0.25

단,

d34 : 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈의 축상의 공기 간격

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리

조건식 3은 제3 렌즈와 제4 렌즈의 간격을 적절하게 설정하는 조건이다. 전 술한 바와 같이, 제1 렌즈로부터 제3 렌즈의 합성 렌즈와 제4 렌즈의 간격(d)이 커지면, 촬상 렌즈 전체 길이는 짧아진다. 그래서, 조건식 3의 값이 하한을 상회함으로써 제3 렌즈와 제4 렌즈의 간격이 지나치게 작아지지 않아 렌즈 전체 길이의 단축에 유리해진다. 또한, 제3 렌즈의 상 측면과 제4 렌즈의 물체 측면이 지나치게 접근하지 않게 되므로, 제3 렌즈와 제4 렌즈 사이에 고스트 등의 불필요광을 방지하기 위한 차광 부재를 삽입하기 위한 공간의 확보가 용이해진다. 또한, 오토 포커스나 매크로 절환 기능 등으로 초점 위치 맞춤을 하고자 한 경우, 보통은 렌즈군 전계를 광축 방향으로 이동시켜 초점 위치 맞춤을 행하는 전체 조출이 통상이지만, 본 발명에 관한 촬상 렌즈에서는 제3 렌즈와 제4 렌즈 사이의 공간이 적절하게 확보되어 있음으로써, 렌즈군의 일부분, 예를 들어 제1 렌즈로부터 제3 렌즈까지를 광축 방향으로 이동시켜 초점 위치 맞춤을 행하는 부분 군 조출이 가능해진다. 부분 군 조출로 하면, 이동군이 렌즈 전체가 아닌 일부분이라도 좋기 때문에, 구동 기구를 간략화할 수 있어, 촬상 장치 전체의 소형 경량화를 달성할 수 있다.

한편, 상한을 하회함으로써 제3 렌즈와 제4 렌즈의 간격이 지나치게 커지지 않아, 제4 렌즈를 통과하는 축상 광선 높이를 적절하게 유지할 수 있어, 축상 색수차의 보정에 유리해진다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식3']

0.05 ＜ d34/f ＜ 0.22

항3에 기재된 구성은 항1 또는 항2에 기재된 촬상 렌즈에 있어서 이하의 조건식을 만족시킨다.

[식4]

0.30 ＜ r4/f ＜ 0.80

단,

r4 : 상기 제2 렌즈 상 측면의 곡률 반경

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리

조건식 4는 제2 렌즈 상 측면의 곡률 반경을 적절하게 설정하는 조건이다. 제2 렌즈의 상 측면을, 조건식 4를 만족하는 강한 발산면으로 함으로써, 플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈에서 발생한 축상 색수차를 제2 렌즈로 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 하한을 상회함으로써 곡률 반경이 지나치게 작아지지 않게 되어 가공성을 손상시키지 않는다. 한편, 상한을 하회함으로써 펫츠발화를 작게 유지하면서 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식4']

0.35 ＜ r4/f ＜ 0.70

항4에 기재된 구성은 항1 내지 항3 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제2 렌즈의 상 측면은 비구면 형상을 갖고, 광축으로부터 주변으로 이격됨에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 형상을 갖는다.

제2 렌즈의 상 측면을, 중심으로부터 주변으로 감에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 비구면 형상으로 함으로써 렌즈 주변부에서 광선이 과도하게 튀어오르지 않게 되어, 주변부에서의 양호한 텔레센트릭 특성을 확보할 수 있다.

항5에 기재된 구성은 항1 내지 항4 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제4 렌즈의 물체 측면은 비구면 형상을 갖고, 광축으로부터 주변으로 이격됨에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 형상을 갖는다.

제4 렌즈의 물체 측면을 중심으로부터 주변으로 감에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 비구면 형상으로 함으로써 주변부에서의 양호한 텔레센트릭 특성을 확보할 수 있다. 또한, 제2 렌즈의 상 측면은 렌즈 주변부에서 과도하게 마이너스의 굴절력을 약하게 할 필요가 없어져, 축외 수차를 양호하게 보정하는 것이 가능해진다.

항6에 기재된 구성은, 항1 내지 항5 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈에 있어서, 이하의 조건식을 만족시킨다.

[식5]

20 ＜ υ1 － υ2 ＜ 65

단,

υ1 : 상기 제1 렌즈의 아베수

υ2 : 상기 제2 렌즈의 아베수

조건식 5는 촬상 렌즈 전계의 색수차를 양호하게 보정하기 위한 조건이다. 하한을 상회함으로써 축상 색수차, 배율 색수차를 밸런스 좋게 보정할 수 있다. 한편, 상한을 하회함으로써 입수하기 쉬운 렌즈 재료로 구성할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.

[식5']

25 ＜ υ1 － υ2 ＜ 65

항7에 기재된 구성은 항1 내지 항6 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제1 렌즈 혹은 상기 제3 렌즈 중 어느 하나의 렌즈는 글래스 재료로 형성되고, 다른 렌즈는 플라스틱 재료로 형성된다.

플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 혹은 제3 렌즈 중 어느 하나의 렌즈를 온도 변화 시의 굴절 변화가 거의 없는 글래스 재료로 형성하고, 다른 렌즈를 플라스틱 재료로 형성함으로써, 플라스틱 렌즈를 다용하면서, 촬상 렌즈 전계에서의 온도 변화 시의 상점 위치 변동을 보상할 수 있다. 보다 구체적으로는, 플라스틱 재료로 형성된 플러스의 제1 렌즈 혹은 제3 렌즈에 비교적 큰 플러스의 굴절력도 갖게 하고, 제2 렌즈와 제4 렌즈의 2매의 마이너스 렌즈에 마이너스의 굴절력을 분담시킴으로써, 플라스틱 렌즈의 굴절력의 배분을 최적화할 수 있고, 온도 변화 시의 상점 위치 변동으로의 기여가 상쇄되는 방향으로 작용하고, 촬상 렌즈 전계에서의 온도 변화 시의 상점 위치의 변동을 작게 억제할 수 있다.

또한, 제1 렌즈를 글래스 재료로 형성하면, 플라스틱 렌즈를 외부로 노출시키지 않고 구성할 수 있으므로, 제1 렌즈로의 손상 등의 문제를 회피할 수 있어, 보다 바람직한 구성이 된다.

또한, 「플라스틱 재료로 형성되어 있다」라 함은, 플라스틱 재료를 모재로 하고, 그 표면에 반사 방지나 표면 경도 향상을 목적으로 하여 코팅 처리를 행한 경우를 포함하는 것으로 한다. 또한, 플라스틱 재료의 굴절률의 온도 변화를 작게 억제하는 것을 목적으로 하여, 플라스틱 재료 중에 무기 입자를 혼합시킨 경우도 포함하는 것으로 한다.

항8에 기재된 구성은 항1 내지 항7 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈에 있어서, 상기 촬상 렌즈는 모두 플라스틱 재료로 형성되어 있다.

최근에는, 고체 촬상 장치 전체의 소형화를 목적으로 하여, 동일한 화소 수라도 화소 피치가 작고, 결과적으로 촬상면 사이즈가 작은 고체 촬상 소자가 개발되어 있다. 이와 같은 촬상면 사이즈가 작은 고체 촬상 소자를 향한 촬상 렌즈는 전계의 초점 거리를 비교적 짧게 할 필요가 있으므로, 각 렌즈의 곡률 반경이나 외경이 작아진다. 따라서, 수고가 드는 연마 가공에 의해 제조하는 글래스 렌즈와 비교하면, 전체 렌즈를 사출 성형에 의해 제조되는 플라스틱 렌즈로 구성함으로써, 곡률 반경이나 외경이 작은 렌즈라도 저렴하게 대량 생산이 가능해진다. 또한, 플라스틱 렌즈는 프레스 온도를 낮게 할 수 있으므로, 성형 금형의 손모(損耗)를 억제할 수 있고, 그 결과, 성형 금형의 교환 횟수나 유지 보수 횟수를 감소시켜 비용 저감을 도모할 수 있다.

항9에 기재된 촬상 장치는,

고체 촬상 소자와,

상기 고체 촬상 소자를 유지하는 기판과,

상기 기판 상에 형성되어 전기 신호의 송수신을 행하기 위한 접속 단자부와,

물체측으로부터의 광입사용 개구부를 갖는 차광성 재료로 형성된 하우징과,

상기 하우징에 내포되어 상기 개구부를 투과한 광을 상기 고체 촬상 소자 상에 결상시키기 위한 항1 내지 항8 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈를 구비하고,

상기 기판과, 상기 촬상 렌즈와, 상기 하우징이 일체적으로 형성되고,

상기 촬상 장치의 상기 촬상 렌즈의 광축 방향의 높이가 10 ㎜ 이하이다.

본 발명에 관한 촬상 렌즈를 이용함으로써, 보다 소형이고 또한 고성능인 촬상 장치를 얻을 수 있다. 여기서, 「광입사용 개구부」라 함은, 반드시 구멍 등의 공간을 형성하는 것으로 한정되지 않고, 물체측으로부터의 입사광을 투과 가능한 영역이 형성된 부분을 나타내는 것으로 한다.

또한, 「상기 촬상 장치의 상기 촬상 렌즈 광축 방향의 높이가 10 ㎜ 이하」라 함은, 상기 전체 구성을 구비한 촬상 장치의 광축 방향을 따른 전체 길이를 의미하는 것으로 한다. 따라서, 예를 들어 기판의 표면에 하우징이 설치되고, 기판의 배면에 전자 부품 등이 실장된 경우에 있어서는, 하우징의 물체측이 되는 선단부로부터 배면 상에서 돌출되는 전자 부품의 선단부까지의 거리가 10 ㎜ 이하가 되는 것을 상정한다.

항10에 기재된 휴대 단말은,

항9에 기재된 촬상 장치를 구비한다.

본 발명에 관한 촬상 장치를 이용함으로써, 보다 소형이고 또한 고성능인 휴대 단말을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도12, 도13을 기초로 하여 설명한다. 도12는 본 실시 형태의 일 예인 촬상 장치(50)의 사시도를 도시하고, 도13은 촬상 장치(50)의 촬상 렌즈의 광축을 따른 단면도이다.

촬상 장치(50)는, 도13에 도시한 바와 같이 물체측으로부터의 광입사용 개구 부를 갖고 차광 부재로 이루어지는 경통으로서의 하우징(53)과, 촬상 소자로서의 CCD형 이미지 센서(51)와, 이 이미지 센서(51)에 피사체상을 결상시키는 촬상 렌즈(10)와, 이미지 센서(51)를 유지하는 동시에 그 전기 신호의 송수신을 행하는 외부 접속용 단자(54)(도12를 참조)를 갖는 기판(52)을 구비하고, 하우징(53)과 촬상 렌즈(10)와 기판(52)이 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 촬상 소자는 CCD형의 이미지 센서로 한정되는 것은 아니고, CMOS 등의 다른 것을 사용해도 좋다.

기판(52)은 지지 평판(52a)과 가요성 기판(52b)을 구비한다. 지지 평판(52a)은 그 일편면 상에서 이미지 센서(51)와, 적외선 커트 필터 등의 필터(F)를 유지하는 유지 프레임(22)을 통해 하우징(53)을 지지한다. 가요성 기판(52b)은 지지 평판(52a)의 배면[이미지 센서(51)와 반대측의 면]에 그 일단부가 접속되고, 지지 평판(52a)을 통해 이미지 센서(51)에 접속하고 있다. 또한, 지지 평판(52a)과 외부 접속용 단자(54)의 접속에 대해 가요성 기판(52b)을 통하지 않고, 지지 평판(52a)을 외부 접속용 단자(54)에 직접 접속하고, 외부 접속용 단자(54)를 휴대 단말측의 소켓부에 삽입하여 소켓부에 형성된 커넥터부에 접속하도록 해도 좋다.

다음에, 하우징(53) 및 촬상 렌즈(10)에 대해 설명한다. 하우징(53)은 외통(55)과 내통(21)을 구비한다. 외통(55)이 지지 평판(52a) 상에 있어서 유지 프레임(22)을 통해 이미지 센서(51)를 둘러싸도록 접착에 의해 고정 유지되고, 내통(21)이 후술하는 촬상 렌즈(10)의 개구 조리개(S), 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4)를 고정 유지하고 있다. 그리고, 내통(21)은 외통(55)의 내측에 나사 삽입되고, 촬상 렌즈(10)의 렌즈 백을 조정한 후에 외통(55)에 고 정 유지된다. 또한, 내통(21)에 설치된 개구 조리개(S)는 촬상 렌즈의 F번호를 결정한다.

내통(21)의 내부에는 렌즈(L1, L2, L3, L4)가 수용되어 있다. 렌즈(L1, L2, L3)에는 광축으로부터 소정 범위까지가 촬상 렌즈로서의 기능을 갖는 유효 직경의 범위를 규정하는 차광 마스크(24, 25, 26)가 각각에 배치되고, 렌즈(L1, L2, L3, L4)의 유효 직경보다 외측의 부분에는 서로 렌즈를 유지하는 플랜지부가 설정되어 있다. 그리고, 제1 렌즈(L1)의 플랜지부가 제2 렌즈(L2)의 플랜지부에 끼워 넣어져, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)는 상호의 광축을 정밀도 좋게 일치시킨다. 마찬가지로, 제2 렌즈(L2)가 제3 렌즈(L3)의 플랜지부에 끼워 넣어져, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)는 상호의 광축을 일치시키고, 또한 제3 렌즈(L3)가 제4 렌즈(L4)의 플랜지부에 끼워 넣어져, 제3 렌즈(L3)와 제4 렌즈(L4)는 상호의 광축을 일치시킨다. 이와 같이 촬상 렌즈(10)는 각 렌즈(L1, L2, L3, L4)의 광축을 일치시키고, 또한 내통(21)의 물체측 단부에서 제1 렌즈(L1)가 광축 방향으로 압박되고, 제4 렌즈(L4)가 내통(21)에 끼워 맞추어진 상태에서 접착제에 의해 고정 지지된다.

도14는 본 실시 형태에 관한 촬상 장치(50)를 구비한 휴대 단말의 일 예인 휴대 전화기(100)의 외관도이다.

도14에 도시하는 휴대 전화기(100)는 표시 화면(D1 및 D2)을 구비한 케이스로서의 상부 하우징(71)과, 입력부인 조작 버튼(60)을 구비한 하부 하우징(72)이 힌지(73)를 통해 연결되어 있다. 촬상 장치(50)는 상부 하우징(7) 내의 표시 화면(D2)의 하방에 내장되어 있고, 촬상 장치(50)가 상부 하우징(71)의 외표면측으로 부터 광을 취입하도록 배치되어 있다.

또한, 이 촬상 장치의 위치는 상부 하우징(71) 내의 표시 화면(D2)의 상방이나 측면에 배치해도 좋다. 또한, 휴대 전화기는 절첩식으로 한정되지 않는 것은 물론이다.

도15는 휴대 전화기(100)의 제어 블럭도이다.

도15에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(50)의 외부 접속 단자(54)는 휴대 전화기(100)의 제어부(101)와 접속되고, 휘도 신호나 색수차 신호 등의 화상 신호를 제어부(101)로 출력한다.

한편, 휴대 전화기(100)는 외부를 총괄적으로 제어하는 동시에, 각 처리에 따른 프로그램을 실행하는 제어부(CPU)(101)와, 번호 등을 지시 입력하기 위한 입력부인 조작 버튼(60)과, 소정의 데이터 표시나 촬상한 화면을 표시하는 표시 화면(D1, D2)과, 외부 서버와의 사이의 각종 정보 통신을 실현하기 위한 무선 통신부(80)와, 휴대 전화기(100)의 시스템 프로그램이나 각종 처리 프로그램 및 단말 ID 등의 필요한 모든 데이터를 기억하고 있는 기억부(ROM)(91)와, 제어부(101)에 의해 실행되는 각종 처리 프로그램이나 데이터 혹은 처리 데이터, 촬상 장치(50)에 의해 화상 데이터 등을 일시적으로 저장하거나, 작업 영역으로서 이용되는 일시 기억부(RAM)(92)를 구비하고 있다.

또한, 촬상 장치(50)로부터 입력된 화상 신호는 휴대 전화기(100)의 제어부(101)에 의해 기억부(91)에 기억되거나, 혹은 표시 화면(D1, D2)에 표시되거나, 또는 무선 통신부(80)를 통해 화상 정보로서 외부로 송신되도록 되어 있다.

이하, 본 발명의 촬상 렌즈의 실시예를 나타낸다. 각 실시예에 사용하는 기호는 하기와 같다.

f : 촬상 렌즈 전계의 초점 거리

fB : 백 포커스

F : F번호

2Y : 고체 촬상 소자의 촬상면 대각선 길이

R : 곡률 반경

D : 축상면 간격

Nd : 렌즈 재료의 d선에 대한 굴절률

υd : 렌즈 재료의 아베수

각 실시예에 있어서 비구면의 형상은 면의 정점을 원점으로 하여, 광축 방향에 X축을 취하고, 광축과 수직 방향의 높이를 h로 하여 하기의 식7을 나타낸다.

[식7]

단,

Ai : i차의 비구면 계수

R : 곡률 반경

K : 원추 상수

[제1 실시예]

f ＝ 4.70 ㎜

fB ＝ 0.40 ㎜

F ＝ 2.88

2Y ＝ 5.63 ㎜

렌즈 데이터를 표1에 나타내고, 비구면 계수를 표2에 나타낸다.

또한, 이들 이후(표의 렌즈 데이터를 포함함)에 있어서, 10의 거듭 제곱수(예를 들어, 2.5 × 10^-02)를 E(예를 들어, 2.5E －02)를 이용하여 나타내는 것으로 한다.

[표1]

[표2]

도2는 제1 실시예의 촬상 렌즈의 단면도이다. S는 개구 조리개, L1은 제1 렌즈, L2는 제2 렌즈, L3은 제3 렌즈, L4는 제4 렌즈를 나타낸다. 또한, F는 광학적 저역 통과 필터, IR 커트 필터 및 고체 촬상 소자의 시일 글래스 등을 상정한 평행 평판이고, 부호 51은 광전 변환부(51a)를 갖는 고정 촬상 소자이다. 도3은 제1 실시예의 수차도(구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차, 메리디오널 코마 수차)이다.

본 실시예에 있어서, 제1 렌즈는 글래스 몰드 렌즈이다. 제2 렌즈는 폴리카보네이트계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.4 ％이다. 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 폴리올레핀계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.01 ％이다.

플라스틱 렌즈는 글래스 렌즈에 비해, 포화 흡수율이 크기 때문에, 급격한 습도 변화가 있으면 과도적으로 흡수량의 불균일 분포가 발생하고, 굴절률이 균일해지지 않아 양호한 결상 성능을 얻을 수 없게 되는 경향이 있다. 습도 변화에 의한 성능 열화를 억제하기 위해서는, 포화 흡수율이 모두 0.7 ％ 이하인 플라스틱 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

[제2 실시예]

f ＝ 3.79 ㎜

fB ＝ 0.40 ㎜

F ＝ 3.29

2Y ＝ 4.48 ㎜

렌즈 데이터를 표3에 나타내고, 비구면계수를 표4에 나타낸다.

[표3]

[표4]

도4는 제2 실시예의 촬상 렌즈의 단면도이다. S는 개구 조리개, L1은 제1 렌즈, L2는 제2 렌즈, L3은 제3 렌즈, L4는 제4 렌즈를 나타낸다. 또한, F는 광학적 저역 통과 필터, IR 커트 필터 및 고체 촬상 소자의 시일 글래스 등을 상정한 평행 평판이고, 부호 51은 광전 변환부(51a)를 갖는 고정 촬상 소자이다. 도5는 제2 실시예의 수차도(구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차, 메리디오널 코마 수차)이다.

본 실시예에 있어서, 제1 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 폴리올레핀계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.01 ％ 이하이다. 제2 렌즈는 폴리카보네이트계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.4 ％이다. 플라스틱 렌즈는 글래스 렌즈에 비해 포화 흡수율이 크기 때문에, 급격한 습도 변화가 있으면 과도적으로 흡수량의 불균일 분포가 발생하고, 굴절률이 균일해지지 않아 양호한 결상 성능을 얻을 수 없게 되는 경향이 있다. 습도 변화에 의한 성능 열화를 억제하기 위해서는, 포화 흡수율이 모두 0.7 ％ 이하인 플라스틱 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

[제3 실시예]

f ＝ 4.58 ㎜

fB ＝ 0.96 ㎜

F ＝ 3.29

2Y ＝ 5.63 ㎜

렌즈 데이터를 표5에 나타내고, 비구면 계수를 표6에 나타낸다.

[표5]

[표6]

도6은 제3 실시예의 촬상 렌즈의 단면도이다. S는 개구 조리개, L1은 제1 렌즈, L2는 제2 렌즈, L3은 제3 렌즈, L4는 제4 렌즈를 나타낸다. 또한, F는 광학적 저역 통과 필터, IR 커트 필터 및 고체 촬상 소자의 시일 글래스 등을 상정한 평행 평판이고, 부호 51은 광전 변환부(51a)를 갖는 고정 촬상 소자이다. 도7은 제3 실시예의 수차도(구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차, 메리디오널 코마 수차)이다.

본 실시예에 있어서, 제1 렌즈 제4 렌즈는 폴리올레핀계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.01 ％ 이하이다. 제2 렌즈는 폴리카보네이트계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.4 ％이다. 제3 렌즈는 글래스 몰드 렌즈이다.

플라스틱 렌즈는 글래스 렌즈에 비해 포화 흡수율이 크기 때문에, 급격한 습도 변화가 있으면 과도적으로 흡수량의 불균일 분포가 발생하고, 굴절률이 균일해지지 않아 양호한 결상 성능을 얻을 수 없게 되는 경향이 있다. 습도 변화에 의한 성능 열화를 억제하기 위해서는, 포화 흡수율이 모두 0.7 ％ 이하인 플라스틱 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

[제4 실시예]

f ＝ 4.73 ㎜

fB ＝ 0.30 ㎜

F ＝ 2.88

2Y ＝ 5.63 ㎜

렌즈 데이터를 표7에 나타내고, 비구면계수를 표8에 나타낸다.

[표7]

[표8]

도8은 제4 실시예의 촬상 렌즈의 단면도이다. S는 개구 조리개, L1은 제1 렌즈, L2는 제2 렌즈, L3은 제3 렌즈 및 L4는 제4 렌즈를 나타낸다. 또한, F는 광학적 저역 통과 필터, IR 커트 필터 및 고체 촬상 소자의 시일 글래스 등을 상정한 평행 평판이고, 부호 51은 광전 변환부(51a)를 갖는 고정 촬상 소자이다. 도9는 제4 실시예의 수차도(구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차, 메리디오널 코마 수차)이다.

[제5 실시예]

f ＝ 4.68 ㎜

fB ＝ 0.53 ㎜

F ＝ 3.29

2Y ＝ 5.63 ㎜

렌즈 데이터를 표9에 나타내고, 비구면 계수를 표10에 나타낸다.

[표9]

[표10]

도10은 제5 실시예의 촬상 렌즈의 단면도이다. S는 개구 조리개, L1은 제1 렌즈, L2는 제2 렌즈, L3은 제3 렌즈, L4는 제4 렌즈를 나타낸다. 또한, F는 광학적 저역 통과 필터, IR 커트 필터 및 고체 촬상 소자의 시일 글래스 등을 상정한 평행 평판이고, 부호 51은 광전 변환부(51a)를 갖는 고정 촬상 소자이다. 도11은 제5 실시예의 수차도(구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차, 메리디오널 코마 수차)이다.

본 실시예에 있어서, 제1 렌즈는 글래스 몰드 렌즈이다. 제2 렌즈는 폴리카보네이트계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.4 ％이다. 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 폴리올레핀계의 플라스틱 재료로 형성되고, 포화 흡수율은 0.01 ％ 이하이다.

전술한 조건식 1 내지 6에 대응하는 각 실시예의 값을 정리하여 표11에 나타낸다.

또한, 각 실시예의 촬상 렌즈를 탑재한 촬상 장치는 광축 방향의 높이가 10 ㎜ 이하로 되어 있다.

[표11]

여기서, 플라스틱 재료는 온도 변화 시의 굴절률 변화가 크기 때문에, 상술한 제2, 제4 실시예와 같이, 제1 렌즈로부터 제4 렌즈 전체를 플라스틱 렌즈로 구성하면, 주위 온도가 변화되었을 때에 촬상 렌즈 전계의 상점 위치가 변동된다는 문제를 갖게 된다. 이 상점 위치 변동을 무시할 수 없는 사양의 촬상 장치에 있어서는, 예를 들어 제1, 제5 실시예와 같은 플러스의 제1 렌즈를 글래스 재료로 형성되는 렌즈(예를 들어, 글래스 몰드 렌즈)로 하고, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 플라스틱 렌즈로 하고, 또한 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈로 온도 변화 시의 상점 위치 변동을 어느 정도 상쇄하는 굴절력 배분으로 함으로써, 이 온도 특성의 문제를 경감시킬 있다. 이는, 제3 실시예와 같은 플러스의 제3 렌즈를 글래스 재료로 형성하고, 다른 렌즈를 플라스틱 렌즈로서 형성되는 렌즈로 해도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 글래스 몰드 렌즈를 이용하는 경우에는 성형 금형의 소모를 가능한 한 방지하기 위해, 유리 전이점(Tg)이 400 ℃ 이하인 글래스 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 최근에는 플라스틱 재료 중에 무기 입자를 혼합하여 플라스틱 재료의 온도 변화 시의 굴절 변화를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있었다. 상세하게 설명하면, 일반적으로 투명한 플라스틱 재료에 미립자를 혼합하면, 광의 산란이 생겨 투과율이 저하되므로 광학 재료로서 사용하는 것은 곤란했지만, 미립자의 크기를 투과 광속의 파장보다 작게 함으로써, 산란이 실질적으로 발생하지 않도록 할 수 있다. 플라스틱 재료는 온도가 상승함으로써 굴절률이 저하되지만, 무기 입자는 온도가 상승하면 굴절률이 상승한다. 그래서, 이들의 온도 의존성을 이용하여 서 로 상쇄하도록 작용시킴으로써 굴절률 변화가 거의 생기지 않도록 할 수 있다. 구체적으로는 모재가 되는 플라스틱 재료에 최대 길이가 20 나노미터 이하인 무기 입자를 분산시킴으로써 굴절률의 온도 의존성이 매우 낮은 플라스틱 재료가 된다. 예를 들어, 아크릴에 산화니오브(Nb₂O₅)의 미립자를 분산시킴으로써 온도 변화에 의한 굴절률 변화를 작게 할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 2매의 플러스 렌즈(L1, L3) 중 1매, 또는 전체 렌즈(L1 내지 L4)에 이와 같은 무기 입자를 분산시킨 플라스틱 재료를 이용함으로써 촬상 렌즈 전계의 온도 변화 시의 상점 위치 변동을 작게 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 굴절률의 온도 변화에 대해 상세하게 설명한다. 굴절률의 온도 변화(A)는 로렌츠-로렌츠의 식을 기초로 하여 굴절률(n)을 온도(t)로 분산함으로써 식8로 나타낸다.

[식8]

단,

α : 선팽창계수

[R] : 분자 굴절

플라스틱 소재의 경우에는 일반적으로 식 중 제1항에 비해 제2항의 기여가 작아, 거의 무시할 수 있다. 예를 들어, PMMA 수지의 경우, 선팽창계수(α)는 7 × 10^-5이고, 상기 식에 대입하면, A ＝－1.2 × 10^-4/℃가 되고, 실측치와 대체로 일치한다.

구체적으로는, 종래에는 ―1.2 × 10^-4/℃ 정도였던 굴절률의 온도 변화(A)를 절대값으로 8 × 10^-5/℃ 미만으로 억제하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 절대값으로 6 × 10^-5/℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 형태에서 적용 가능한 플라스틱 재료의 굴절률의 온도 변화(A)(＝ dn/dT)를 표12에 나타낸다.

[표12]

여기서, 제2 실시예의 촬상 렌즈를 예로 취하여, 상기 미립자를 분산시킨 플라스틱 렌즈를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 온도 변화 시의 백 포커스 변화량의 차이를 나타낸다.

우선, 제2 실시예의 촬상 렌즈에 상기 미립자를 분산시킨 플라스틱 렌즈를 전혀 사용하지 않은 경우의 상온(20 ℃)에 대해 ＋30 ℃ 상온 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 ＋0.019 ㎜, 30 ℃ 하강 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 －0.019 ㎜가 된다.

다음에, 제1 렌즈 및 제3 렌즈에 상기 미립자를 분산시킨 플라스틱 재료를 사용하고, 제2 렌즈 및 제4 렌즈는 상기 미립자를 포함하지 않은 플라스틱 렌즈로 한 경우의 온도에 의한 굴절률(nd)의 변화를 표13에 나타낸다.

[표13]

이에 의해, 상온(20 ℃)에 대해 ＋30 ℃ 상승 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 제1 렌즈 및 제3 렌즈가 A ＝－8 × 10^-5/℃일 때 ＋0.006 ㎜, 제1 렌즈 및 제3 렌즈가 A ＝－6 × 10^-5/℃ 일 때 ―0.003 ㎜, 30 ℃ 하강 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 제1 렌즈 및 제2 렌즈가 A ＝－8 × 10^-5/℃일 때 ―0.006 ㎜, 제1 렌즈 및 제2 렌즈가 A ＝－6 × 10^-5/℃일 때 ＋0.003 ㎜가 된다.

이에 의해, 상기 미립자를 전혀 포함하지 않은 경우에 비해, 제1 렌즈 및 제3 렌즈에 상기 미립자를 분산시킨 플라스틱 재료를 사용하여, A＝－6 × 10^-5/℃의 경우에는 온도 변화 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)이 대폭으로 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, 제1 렌즈로부터 제4 렌즈의 각각에 다른 굴절률의 온도 변화(A)의 값 을 갖고 상기 입자를 분산시킨 플라스틱 재료를 사용해도 좋고, 그 경우에는 각각의 렌즈의 온도 변화 시의 상점 위치 변동의 기여의 크기를 고려하여 가장 적절한 A의 값을 선택함으로써, 촬상 렌즈 전체에서 온도 변화 시의 상점 위치 변동이 전혀 생기지 않도록 하는 것도 가능해진다.

또한, 상술한 제3 실시예는 플러스의 제3 렌즈를 글래스 몰드 렌즈로 하고, 플러스의 제1 렌즈, 마이너스의 제2 렌즈 및 마이너스의 제4 렌즈를 플라스틱 렌즈로 하고, 또한 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제4 렌즈로 온도 변화 시의 상점 위치 변동을 어느 정도 상쇄하는 굴절력 분배로 함으로써, 온도 변화 시의 백 포커스 변화량을 매우 작게 하고 있는 예이다. 제3 실시예에 있어서의 상온(20 ℃)에 대해 ＋30 ℃ 상승 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 －0.000 ㎜, 30 ℃ 하강 시의 백 포커스 변화량(ΔfB)은 ＋0.000 ㎜이다.

또한, 본 실시예는, 고체 촬상 소자의 촬상면에 입사하는 광속의 주광선 입사각에 대해서는 촬상면 주변부에 있어서 반드시 충분히 작은 설계로 되어 있지 않다. 그러나, 최근의 기술에서는 고체 촬상 소자의 색 필터나 온 칩 마이크로 렌즈 어레이의 배열의 재인식에 의해 쉐이딩을 경감시킬 수 있도록 되어 왔다. 구체적으로는 촬상 소자의 촬상면의 화소 피치에 대해, 색 필터나 온 칩 마이크로 렌즈 어레이의 배열의 피치를 약간 작게 설정하면, 촬상면의 주변부로 갈수록 각 화소에 대해 색 필터나 온 칩 마이크로 렌즈 어레이가 촬상 렌즈 광축측으로 시프트되기 때문에, 경사 입사의 광속을 효율적으로 각 화소의 수광부로 유도할 수 있다. 이에 의해, 고체 촬상 소자에서 발생하는 쉐이딩을 작게 억제할 수 있다. 본 실시예 는 주광선 입사각에 대한 상기 요구가 완화된 만큼에 대해 보다 소형화를 목표로 한 설계예로 되어 있다.

도1은 촬상 렌즈 전체 길이와 제1 렌즈의 초점 거리의 관계에 대한 설명도.

도2는 제1 실시예의 렌즈의 단면도.

도3은 제1 실시예의 렌즈의 수차도.

도4는 제2 실시예의 렌즈의 단면도.

도5는 제2 실시예의 렌즈의 수차도.

도6은 제3 실시예의 렌즈의 단면도.

도7은 제3 실시예의 렌즈의 수차도.

도8은 제4 실시예의 렌즈의 단면도.

도9는 제4 실시예의 렌즈의 수차도.

도10은 제5 실시예의 렌즈의 단면도.

도11은 제5 실시예의 렌즈의 수차도.

도12는 본 실시예에 관한 촬상 장치의 사시도.

도13은 본 실시 형태에 관한 촬상 장치의 촬상 렌즈의 광축을 따른 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도14는 본 실시 형태에 관한 촬상 장치를 구비한 휴대 단말의 일 예인 휴대 전화기의 외관도.

도15는 휴대 전화기의 제어 블럭도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 촬상 렌즈

50 : 촬상 장치

51 : 이미지 센서

52 : 기판

53 : 하우징

54 : 외부 접속 단자

S : 개구 조리개

Claims

고체 촬상 소자의 광전 변환부에 피사체상을 결상시키기 위한 촬상 렌즈이며, 물체측으로부터 차례로,

개구 조리개와,

플러스의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와,

마이너스의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와,

플러스의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와,

적어도 1면이 비구면 형상을 갖고, 마이너스의 굴절력을 갖고 물체측에 오목면을 향한 제4 렌즈로 이루어지고,

이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.

0.40 ＜ f1/f ＜ 1.30

－3.0 ＜ (r7 ＋ r8)/(r7 － r8) ＜ 0

단,

f1 : 상기 제1 렌즈의 초점 거리

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리

r7 : 상기 제4 렌즈 물체 측면의 곡률 반경

r8 : 상기 제4 렌즈 상 측면의 곡률 반경
제1항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌 즈.

0.05 ＜ d34/f ＜ 0.25

단,

d34 : 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈의 축 상의 공기 간격

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리
제1항 또는 제2항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.

0.30 ＜ r4/f ＜ 0.80

단,

r4 : 상기 제2 렌즈 상 측면의 곡률 반경

f : 상기 촬상 렌즈 전계의 초점 거리
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 렌즈의 상 측면은 비구면 형상을 갖고, 광축으로부터 주변으로 이격되는 것에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 렌즈의 물체 측면은 비구면 형상을 갖고, 광축으로부터 주변으로 이격되는 것에 따라서 마이너스의 굴절력이 약해지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.

20 ＜ υ1 － υ2 ＜ 65

단,

υ1 : 상기 제1 렌즈의 아베수

υ2 : 상기 제2 렌즈의 아베수
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 혹은 상기 제3 렌즈 중 어느 한쪽의 렌즈는 글래스 재료로 형성되고, 다른 쪽 렌즈는 플라스틱 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상 렌즈는 모두 플라스틱 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
고체 촬상 소자와,

상기 고체 촬상 소자를 유지하는 기판과,

상기 기판 상에 형성되고, 전기 신호의 송수신을 행하기 위한 접속 단자부와,

물체측으로부터의 광입사용 개구부를 갖는 차광성 재료로 형성된 하우징과, 상기 하우징에 내포되어 상기 개구부를 투과한 광을 상기 고체 촬상 소자 상에 결상시키기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈를 구비하고,

상기 기판과, 상기 촬상 렌즈와, 상기 하우징이 일체적으로 형성되고,

상기 촬상 장치의 상기 촬상 렌즈의 광축 방향의 높이가 10 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제9항에 기재된 촬상 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 단말.