KR20090012301A - 촬상렌즈 - Google Patents

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KR20090012301A
KR20090012301A KR1020087007961A KR20087007961A KR20090012301A KR 20090012301 A KR20090012301 A KR 20090012301A KR 1020087007961 A KR1020087007961 A KR 1020087007961A KR 20087007961 A KR20087007961 A KR 20087007961A KR 20090012301 A KR20090012301 A KR 20090012301A
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사토시 도
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마일스톤 가부시키가이샤
사토시 도
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Abstract

여러 수차가 적절히 보정되어, 광학적 거리가 짧고 충분한 백 포커스가 확보된다.
물체쪽으로부터 상쪽을 향해 제1 렌즈(L1), 개구 조리개(S), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3)의 순서로 배열되어 구성된 촬상렌즈이다. 제1 렌즈(L1)는, 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈이고, 제2 렌즈(L2)는 볼록면이 상쪽으로 향하는 양 또는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈이고, 제3 렌즈(L3)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈이다. 또한, 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ는 50.0 내지 60.0의 범위에 있는 값이다.
렌즈, 메니스커스 렌즈, 조리개, 아베수

Description

촬상렌즈{IMAGING LENS}
본 발명은 촬상렌즈, 특히 휴대전화기 등에 탑재되는, CCD 이미지센서(charge coupled device image sensor) 또는 CMOS 이미지센서(complementary metal oxide semiconductor image sensor)와 같은 고체촬상소자(solid-state image sensor)를 이용하는 촬상 장치에 적합하게 사용되는 촬상렌즈에 관한 것이다.
상술한 촬상렌즈에 있어서 광학적 거리(optical length)가 짧을 필요가 있다. 다시 말해, 촬상렌즈를 구성하는 것과 관련하여, 촬상렌즈의 초점거리에 대한 광학적 거리의 비율을 작게 하는 연구가 필요하다. 여기에서, 광학적 거리는 촬상렌즈의 물체측의 입사면으로부터 결상면(고체촬상소자의 수광면)까지의 거리로 정의되는 길이를 말한다. 이후, 초점거리에 대한 광학적 거리의 비율이 작은 촬상렌즈를 콤팩트한 촬상렌즈라고 하고, 콤팩트한 촬상렌즈를 실현하는 것을 촬상렌즈를 컴팩트화한다고 할 수도 있다. 휴대전화기를 예로 들면, 적어도 이 광학적 거리는 휴대전화기 본체의 두께보다 짧아야한다.
한편, 촬상렌즈 상측의 출사면으로부터 촬상면까지의 거리로 정의되는 백 포 커스(back focus)는 가능한 한 긴 것이 바람직하다. 다시 말해, 촬상렌즈를 구성할 때, 초점거리에 대한 백 포커스의 비율은 가능한 한 크게 하는 연구가 필요하다. 이것은 촬상렌즈와 촬상면 사이에 필터나 커버 유리 등의 부품을 삽입할 필요가 있기 때문이다.
상술한 내용 이외에도, 촬상렌즈에서 상의 비뚤어짐이 시각을 통해서 의식되지 않고, 또한 CCD 이미지센서 등의 수광면에 매트릭스 형상으로 나열되어 있는 빛을 검지하는 최소단위의 소자(「화소」라고도 함)의 집적 밀도로부터 요청되는 충분히 작게 여러 수차가 보정되어 있는 것이 당연히 요구된다. 다시 말해, 촬상렌즈는 다양한 수차가 양호하게 보정되어 있을 필요가 있다. 이하, 이렇게 다양한 수차가 양호하게 보정된 화상을 「양호한 화상」이라고 할 수도 있다.
아래에 제시된 대로, CCD 이미지센서, CMOS 이미지센서 등의 고체촬상 소자를 이용했다. 휴대전화기 등의 촬상 장치로 채용하여 적절히 3장으로 구성된 촬상렌즈가 개시되어 있다.
일단, 제1 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 다음 제1 내지 제6 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 1 내지 특허문헌 6 참조).
제1 촬상렌즈는 물체측으로부터, 조리개, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈가 순서대로 배열되어 있다.
제1 렌즈는 볼록면이 광축근방에서 상면쪽으로 향하는 양(正)의 굴절력을 가지는 메니스커스렌즈(meniscus lens)이다. 제2 렌즈는 볼록면이 광축근방에서 물체쪽으로 향하는 음(負)의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이며, 적어도 이 제2 렌즈의 제1 면은 비구면형상으로 형성되어 있다. 제3 렌즈는 광축근방에서 상면측에 볼목면이 형성된 양의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 또한, 제1 촬상렌즈에서 제1 렌즈 상면측의 제2면을 볼록면으로 하고 제1 렌즈의 제1 면을 오목면 또는 평면으로 함으로써 제1 촬상렌즈는 넓은 화각을 확보할 수 있다. 또한, 제1의 촬상렌즈는 수차를 양호하게 보정할 수 있고, 용이하게 제조할 수 있는 특징을 갖고 있다(특허문헌 1참조).
제2 촬상렌즈는 조리개 및 3장의 렌즈로 된 구성이 간단한 단초점 렌즈이며, 물체측으로부터 순서대로, 적어도 1면을 비구면으로 하는 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 조리개, 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 및, 적어도 1면을 비구면으로 하는 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 배열시켜 구성되어 있다. 제2의 촬상렌즈는 이렇게 물체측으로부터 순서대로 굴절력을, 양, 음, 양으로 배분한 구성으로 되어있고, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이에 조리개가 배치되어 있고, 3장으로 구성된 촬상렌즈로서 양호한 광학성능을 얻기에 적합한 구성으로 되어 있다. 또한, 이러한 구성에 의해 사출동공(exit pupil)으로부터 결상위치까지의 거리가 길게 할 수 있다. 이것은 렌즈 시스템의 최종 표면에서 방출되는 각 광속의 주요 광선과 광축이 이루는 각도가 작아지는 것을 의미하고, 텔레센트릭(telecentric) 성질이 양호해지고, 색 불규일을 방지하여, 양호한 광학성능을 얻을 수 있다는 것을 의미한다(특허문헌2 참조).
제3의 촬상렌즈는, 물체측으로부터 광축근방에서 오목면이 물체측에 형성된 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 조리개와, 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈가 순서대로 배열되어 있다. 그리고, 제3 렌즈의 초점거리 f3에 대한 제1 렌즈의 초점거리 f1의 비율(f1/f3)이 1.2 이하 그리고 0.8 이상이 되도록 설정되어 있다. 이러한 구성에 의해, 촬상렌즈는 촬상 소자가 작아졌을 경우라도 원하는 광학성능을 유지하면서 넓은 화각을 추구할 수 있다. 또한, 이 촬상렌즈는 각각의 수차를 적절하게 보정할 수 있고 단초점화를 추구할 수 있고 게다가 광학 시스템 전체를 소형화할 수 있으며, 용이하게 제조할 수 있는 특징을 구비하고 있다(특허문헌 3 참조).
제4의 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈의 순서대로 배치되어 있다. 제1 렌즈는 볼록면이 물체쪽으로 향하고, 적어도 1개의 비구면을 갖는 플라스틱으로 구성된 굴절력이 약한 메니스커스렌즈이다. 제2 렌즈는 오목면이 물체쪽으로 향하고, 적어도 1개의 비구면을 갖는 플라스틱으로 구성된 굴절력이 약한 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는 양의 굴절력을 갖는 유리로 구성된 렌즈이다. 또한, 제1 렌즈와 제2 렌즈를 플라스틱 렌즈로 하면서도, 그것들의 굴절력을 약하게 해서 굴절력의 대부분이 제3 렌즈에 분배됨으로써, 콤팩트한 3장으로 이루어진 렌즈 구성으로 하는데도 불구하고 온도변화에 따르는 초점의 이동을 억제할 수 있도록 되어 있다.
제4의 촬상렌즈에서는 제1 렌즈의 볼록면이 물체쪽으로 향하도록 되어 있다. 이것은 음의 왜곡수차가 커지는 것을 막기 위한 것이다. 또한 제1 렌즈의 오목면과 제2 렌즈의 오목면이 서로 향하는 구성으로 되어 있어, 구면수차, 코마(coma) 수차가 발생하는 것을 줄이고 있다. 제3 렌즈에는 광속을 수렴시켜서 적정한 초점거리를 얻는 동시에 제1 렌즈 및 제2 렌즈에 의해 "오버(over)"가 되는 상표면(image surface)을 "언더(under)"가 되도록 보정하는 역할을 한다. 이러한 구성에 의해, 플라스틱 렌즈를 이용해서 소형화 및 저가격화를 달성하는 동시에, 온도변화에게 따르는 초점 이동을 용이하게 억제할 수 있고, 결상성능이 우수한 결상 렌즈를 구현할 수 있다(특허문헌 4 참조).
제5 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈, 조리개, 제2 렌즈, 제3 렌즈를 구비하고 있다. 제1 렌즈는 물체측의 면을 볼록면 형상으로 하는 양의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 제2 렌즈는 플라스틱 재료로 되어 적어도 한면을 비구면형상으로 하고 또한 근축근방에 오목면을 물체쪽으로 향하게 하는 양 또는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는 양면을 비구면형상으로 하고 또한 광축근방에서 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 가격을 저렴하게 하면서 높은 광학성능을 얻을 수 있고, 또한 휴대전화용 카메라뿐만 아니라 디지탈 카메라에까지 적용할 수 있다 (특허문헌 5 참조).
제6 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로 양면이 볼록한 형상의 제1 렌즈와, 오목면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스형상의 제2 렌즈, 및 볼록면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스형상의 제3 렌즈로 구성되어 있다. 특히 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 메니스커스렌즈로 하고, 상술한 바와 같이 제2 렌즈의 오목면이 물체쪽으로, 제3 렌즈의 볼록면이 물체쪽으로 향하도록 배치함으로써, 각각의 수차가 양호하게 보정되어, 렌즈 시스템의 전체 길이를 단축하여 높은 해상도를 달성할 수 있다(특허문헌 6 참조). 한편, 특허문헌 6에 개시된 실시예로부터, 제3 렌즈는 양의 굴절력을 갖고 있다는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 제3 렌즈는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스렌즈이며, 물체측의 곡률반경이 상측의 곡률반경보다도 짧게 설정되어 있기 때문이다.
상술한 것처럼, 제1 촬상렌즈 내지 제6 촬상렌즈를 대표하는 제1 카테고리에 속하는 촬상렌즈는, 공통적인 구성 요소인 제3 렌즈가 양의 굴절력을 갖고 있다. 이 때문에, 제1 카테고리에 속하는 촬상렌즈는 광학적 거리에 대한 백 포커스의 비율을 크게 하는 것이 어렵다. 다시 말해, 제1의 카테고리에 속하는 촬상렌즈는, 백 포커스를 충분한 길이로 확보하면 광학적 거리가 길어져서 컴팩트화하는 것이 어려운 촬상렌즈가다.
제2 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 아래의 제7 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 7 참조).
제7의 촬상렌즈는 물체측으로부터, 조리개, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈의 순서대로 배열되어 있는 프론트 셔터 방식의 단초점 렌즈이다. 제1 렌즈는 적어도 한 면을 비구면으로 하고 물체측을 오목면형상으로 하여 음의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 제2 렌즈는 양의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 제3 렌즈는 적어도 한 면을 비구면으로 하고 물체측을 오목면형상으로 하여 음의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 디지탈 카메라 등의 소형 사이즈의 촬상 소자용 촬영 렌즈에 있어서, 3장으로 구성된 렌즈 구성에 의해 수차를 양호하게 보정하면서 컴팩트화할 수 있는 프론트 셔터 방식의 단초점 렌즈가 실현되어 있다(특허문헌 7 참조).
그렇지만, 제7 촬상렌즈는 물체측에 배치되는 제1 렌즈가 음의 굴절력을 갖는 렌즈이므로, 충분히 컴팩트화하기가 어렵다.
제3 카테고리에 속하는 3장으로 구성의 촬상렌즈로서, 아래의 제8 촬상렌즈 내지 제11 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 8 내지 특허문헌 11 참조).
제8 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스형상의 제1 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 메니스커스형상의 제2 렌즈, 및 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈가 배열되어 있다.
또한, 제2 렌즈의 아베수는 50 미만으로 설정되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 수광소자의 소자면에 대한 최대 사출각을 화각보다도 작아지도록 하여 쉐이딩(shading)을 막을 수 있고, 또한 메가비트 정도의 고밀도 화소로 이루어지는 고체 촬상소자에 대응할 수 있도록 수차가 보정되어, 더욱 가볍고 컴팩트한 촬상렌즈를 구현할 수 있다(특허문헌 8 참조).
제9 촬상렌즈는 물체측으로부터 상쪽으로 순서대로, 볼록면이 물체쪽으로 향하고 주된 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 볼록면이 상표면쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스형상의 제2 렌즈, 및 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈가 배치되어 있다. 또한, 제2 렌즈의 아베수는 20 내지 40으로 설정되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 색수차, 왜곡 수차, 상표면 만곡 등의 여러가지 수차를 양호하게 보정하고 소형 경량화를 이루고, 또한 백 포커스가 적절히 확보되는 동시에, 촬상 소자의 센서면에 대한 주요 광선의 입사각을 작게 해서 텔레센트릭 특성을 유지할 수 있는 촬상렌즈가 실현되어 있다(특허문헌 9 참조).
제10 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스형상의 제1 렌즈와, 음의 굴절력을 갖는 메니스커스형상의 제2 렌즈, 및 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 배열하여 구성되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 수광소자의 소자면에 대한 최대 사출각을 화각보다도 작아지도록 하여 쉐이딩을 막을 수 있고, 또한 메가비트 정도의 고밀도 화소로 이루어지는 고체 촬상소자에 대응할 수 있도록 수차보정이 실현되어, 더욱 가벼워지고 컴팩트해진 촬영렌즈가 실현되어 있다. 또한, 제2 렌즈의 아베수를 50 미만의 값으로 설정함으로써, 축상의 색수차 및 축 바깥의 색수차의 안정이 실현되어 있다(특허문헌 10 참조).
제11 촬상렌즈는 물체측으로부터 상표면쪽으로 순서대로, 볼록면이 물체쪽으로 향하는 주로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 오목면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스형상의 제2 렌즈와, 보정 렌즈로서 기능하는 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 여러가지 수차가 양호하게 보정되면서 렌즈의 전체 길이가 효과적으로 단축될 수 있어서, 높은 광학성능을 유지하면서 소형화하고 경량화할 수 있게 된 촬상렌즈가 실현될 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 아베수를 40 내지 72의 값으로, 제2 렌즈의 아베수를 20 내지 40의 값으로, 제3 렌즈의 아베수를 40 내지 72의 값으로 설정함으로써, 축상 색수차를 더욱 양호하게 보정할 수 있게 되었다(특허문헌 ll 참조).
그러나, 제3 카테고리에 속하는 촬상렌즈는 공통 구성 요소인 제3 렌즈가 양의 굴절력을 갖고 있다. 이것 때문에, 제3의 카테고리에 속하는 촬상렌즈는 광학적 거리에 대한 백 포커스의 비율을 크게 하는 것이 어렵다.
또한, 제3 카테고리에 속하는 촬상렌즈는 공통 구성 요소인 제1 렌즈도 양의 굴절력을 갖고 있으므로, 수차보정을 하기 위해서 제2 렌즈는 음의 굴절력을 갖도록 설정되어 있다.
그리고, 제2 렌즈의 아베수는 50보다 작게 설정되어 있다. 이것부터, 제2 렌즈의 형상을 확정하기 위한 매개변수(렌즈면의 곡률반경 등)의 선택 폭이 좁아진다. 제2 렌즈의 형상을 확정하기 위한 매개변수의 선택의 폭이 좁아진 만큼 컴팩트화하는 것이 제한된다.
제4 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 아래의 제12 촬상렌즈 내지 제16 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 12 내지 특허문헌 16 참조).
제12 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈, 조리개, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈가 배치되어 있는 것으로 이루어져 있다. 제1 렌즈는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제2 렌즈는 볼록면이 상쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는, 오목면이 상쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 렌즈이며, 양면이 비구면으로 되어 있고, 렌즈 중심으로부터 주변으로 가는 것에 따라 음의 굴절력이 점점 감소하여 주변부에서 양의 굴절력을 가질 수 있는 형상의 렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 적은 렌즈 매수로 전체 길이가 짧고, 소형 렌즈 시스템이면서 최근의 촬상 소자에 적용할 수 있는 양호한 광학성능을 갖추고, 촬상 소자쪽의 입사각을 작게 할 수 있는 촬상렌즈가 실현되어 있다 (특허문헌 12 참조).
제13 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 개구 조리개, 양의 굴절력을 갖는 양쪽이 볼록한 형상의 제1 렌즈, 음의 굴절력을 가지고 오목면이 물체쪽으로 향하는 제2 렌즈, 볼록면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스형상의 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 종래 유형보다 소형이면서도 여러가지 수차를 양호하게 보정한 촬상렌즈가 실현되어 있다(특허문헌 13 참조).
제14 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈, 조리개, 제2 렌즈 및 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 제1 렌즈는, 적어도 한 면을 비구면형상으로 하고 또한 근축근방에서의 형상을 양쪽이 볼록한 형상으로 한 양의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 제2 렌즈는 적어도 한 면이 비구면형상이고 또한 근축근방에서 오목면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는 양면을 비구면형상으로 하고 또한 정 또는 음의 굴절력을 갖고 근축근방에서 물체측의 면이 볼록면형상의 플라스틱 재료로 형성된 렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 적은 렌즈 매수로 가격을 줄이고, 비구면을 유효하게 채용함으로써, 고성능의 콤팩트한 촬상렌즈가 실현되어 있다(특허문헌 14 참조).
제15 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로 제1 렌즈, 개구 조리개, 제2 렌즈 및 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 제1 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 볼록면이 물체쪽으로 향하는 렌즈이다. 제2 렌즈는 양의 굴절력을 갖고 볼록면이 상쪽으로 향하는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는 음의 굴절력을 갖고 오목면이 상쪽으로 향하는 렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 종래의 유형보다 소형이면서도 여러 수차가 양호하게 보정된 촬상렌즈가 실현된다(특허문헌 15 참조).
제16 촬상렌즈는 물체쪽으로부터 순서대로, 개구 조리개, 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 정 또는 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 이렇게 구성함으로써, 양호한 결상성능과 왜곡 수차성질, 충분한 주변 광량, 적당한 백 포커스가 확보되어, 소형 촬상렌즈가 실현된다(특허문헌 16 참조).
하지만, 제4 카테고리에 속하는 상술한 제12 촬상렌즈 내지 제16 촬상렌즈는 3장으로 구성된 렌즈 중 물체측에 배치되는 제1 렌즈의 물체측면의 광축근방에 있어서의 곡률반경 r1이 촬상렌즈의 초점거리 f(제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈로 된 3장의 렌즈에 의해 제공되는 합성 초점거리)에 대하여 지나치게 크기 때문에 촬상렌즈를 컴팩트하게 설계하는 것이 어렵다. 즉, 제4 카테고리에 속하는 촬상렌즈는 r1/f의 값이 지나치게 커서, 컴팩트화하는 것이 어려운 렌즈이다. 여기에서, 컴팩트화한다는 것은, 정량적으로 표현하면 광학적 거리 D에 대한 촬상렌즈의 초점거리 f의 비율 D/f가 작은 것을 의미한다.
제5 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 아래의 제17 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 17 참조).
제17 촬상렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈, 조리개, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈가 배치되도록 구성되어 있다. 제1 렌즈는 유리 재료로 되어 있고, 또한 물체측의 면을 철면형상으로 하는 양의 굴절력을 갖는 렌즈이다. 제2 렌즈는 플라스틱 재료로 되어 있고, 적어도 한 면을 비구면형상으로 하고 또한 오목면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈는 플라스틱 재료로 되어 있고, 양면을 비구면형상으로 하고 또한 볼록면이 물체쪽으로 향하는 정 또는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 가격을 낮추면서, 고성능의 콤팩트한 촬상렌즈가 실현된다(특허문헌 17 참조).
하지만, 제17 촬상렌즈의 제1 렌즈의 초점거리 f1의 값은 촬상렌즈의 초점거리 f에 대하여 지나치게 크고(f1/f의 값이 너무 큼), 따라서 컴팩트화하는 것이 어려운 촬상렌즈이다.
제6 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 아래의 제18 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌18 참조).
제18 촬상렌즈는 물체측으로부터, 광축근방에서 오목면이 물체쪽에 형성된 양의 굴절력을 가지는 제1 렌즈와, 조리개와, 음의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 양의 굴절력을 가지는 제3 렌즈가 순차로 배열되어 구성되어 있다. 그리고, 제1 렌즈의 물체측 제1 면의 중심곡률반경 R1의 절대값을 광학 시스템 전체의 초점거리 f1 이상으로 하는 동시에, 제2 렌즈의 초점거리 f2를 광학계 전체의 초점거리 f1의 0.6배 이하로 설정하고 있다. 제1 렌즈의 제1 면의 중심곡률반경 R1을 규정하는 것에 의해, 각각의 수차, 특히 상표면 만곡을 효과적으로 보정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 촬상 소자가 작아졌을 경우라도 원하는 광학성능을 유지하면서 넓은 화각을 얻는 동시에 단초점화를 이룰 수 있고, 게다가 광학 시스템 전체를 소형화할 수 있고, 용이하게 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다(특허문헌 18 참조).
하지만, 제18 촬상렌즈의 경우, 제1 렌즈는 오목면이 물체쪽에 형성되어 있고 양의 굴절력을 갖는 렌즈이며, ｜R1｜≥ f1 이 되도록 설정되어 있으므로, 백 포커스를 길게 하는 것은 가능하지만, 광학적 거리 D를 짧게 하는 것(D/f의 값을 작게 하는 것)은 어려운 렌즈이다. 따라서, 제18 촬상렌즈는 컴팩트화하는 것이 어려운 렌즈이다. 또한, 제2 렌즈가 음의 굴절력을 갖고 있고, 또한 아베수가 50보다도 작게 설정되어 있으므로, 색수차를 작게 하는 설계 자유도가 작고, 따라서 렌즈를 컴팩트화하는 것이 어렵다.
제7 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서 아래의 제19 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 19 참조).
제19 촬상렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈와 제2 렌즈와를 배치해서 이루어지는 전체적으로 양의 굴절력을 갖는 전방 그룹과, 조리개와, 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈로 이루어지는 후방 그룹을 구비하고 있다. 제1 렌즈는 오목면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 양쪽 오목렌즈이다. 제2 렌즈는 강한 곡률의 면이 물체측쪽으로 향하는 양쪽 볼록렌즈이다. 제3 렌즈는, 오목면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 이렇게 구성함으로써, 카 메라용 렌즈에 있어서 렌즈 전체 길이(광학적 거리)는 짧고, 저렴하면서 성능이 우수한 소형 렌즈가 실현된다(특허문헌 19 참조).
하지만, 제19 촬상렌즈는 제1 렌즈를 음의 굴절력을 갖는 렌즈로 함으로써 F넘버가 6.7일 때 구면수차의 값은 그 크기가 -1mm 정도가 되고, 또한 상표면의 만곡은 구면수차의 값과 부호가 반대로 되어 1mm 정도로 큰 값이 된다. 이들의 수차가 이 정도의 크기라고 하면, 은필름(silver film)을 사용하는 종래로 카메라에서는 사용할 수 있지만, CCD 이미지센서 또는 CMOS 이미지센서를 촬상 센서로서 사용하는 휴대전화기 등에는 탑재할 수는 없다.
제8 카테고리에 속하는 3장으로 구성된 촬상렌즈로서, 아래의 제20 촬상렌즈가 개시되어 있다(특허문헌 20 참조).
물체측으로부터 순서대로, 양의 굴절력을 갖고 볼록면이 물체쪽으로 향하는 제1 렌즈, 개구 조리개, 양의 굴절력을 갖고 볼록면이 상쪽으로 향하는 메니스커스형상의 제2 렌즈, 음의 굴절력을 갖고 오목면이 상쪽으로 향하는 제3 렌즈를 구비하고 있다. 이렇게 구성하고 아울러 구성 렌즈면의 곡률반경과 구성 렌즈 사이의 간격 등의 매개변수를 조정함으로써, 종래의 유형보다 소형이면서도 여러 수차가 양호하게 보정된, 3장으로 구성된 촬상렌즈가 실현될 수 있고, 이를 구비한 촬상 유닛 및 휴대 단말기를 제공할 수 있게 되었다(특허문헌 20참조).
하지만, 제20 촬상렌즈는 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한 제3 렌즈의 초점거리 f3의 비율(f3/f)이 -2.0 내지 -0.4로 설정되어 있어, 제3 렌즈의 음의 굴절력이 강하다(초점거리가 짧은)라고 할 수 있는 특징이 있다. 이것 때문에, 개방 F값이 작으면서 여러 수차가 충분히 제거되어 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 실현하는 것이 어렵다. 덧붙여서, 특허문헌 20에 개시된 실시예에 따르면 촬상렌즈의 가장 작은 개방 F값은 예를 들어 3.60이 된다.
이상 설명한 것과 같이, 제1 카테고리 내지 제8 카테고리 중 어느 하나에 속하는 촬상렌즈도, 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한 광학적 거리가 짧은 또는 백 포커스가 가능한 한 긴 단독 조건을 충족시키는 렌즈는 개시되어 있지만, 광학적 거리가 짧은 조건을 충족시키면서, 백 포커스는 가능한 한 길고, 또한 양호한 화상을 얻을 수 있는 3개의 조건을 동시에 충족시키켜, 충분한 밝기를 갖는 촬상렌즈는 개시되어 있지 않다.
또한, 상술한 제1 촬상렌즈 내지 제20 촬상렌즈를 조합시켜도, 광학적 거리가 짧은 조건을 충족시키고, 또한 백 포커스는 가능한 한 길고, 나아가 양호한 화상을 얻을 수 있는 3개의 조건을 동시에 충족시켜, 충분한 밝기를 갖는 촬상렌즈를 실현하는 것은 어렵다.
특허문헌 1: 일본특허공개 제2001-075006호 공보
특허문헌 2: 일본특허공개 제2003-149548호공보
특허문헌 3: 일본특허공개 제2002-221659호 공보
특허문헌 4: 일본특허공개 평(平)10-301022호 공보
특허문헌 5: 일본특허공개 제2004-302058호 공보
특허문헌 6: 일본특허공개 제2005-173319호 공보
특허문헌 7: 일본특허공개 제2003-149545호 공보
특허문헌 8: 일본특허공개 제2004-219982호 공보
특허문헌 9: 일본특허공개 제2005-004045호 공보
특허문헌 10: 일본특허공개 제2004-219982호 공보
특허문헌 11: 일본특허공개 제2005-309210호 공보
특허문헌 12: 일본특허공개 제2003-322792호 공보
특허문헌 13: 일본특허공개 제2004-004566호 공보
특허문헌 14: 일본특허공개 제2004-302060호 공보
특허문헌 15: 일본특허공개 제2005-242286호 공보
특허문헌 16: 일본특허공개 제2005-227755호 공보
특허문헌 17: 일본특허공개 제2004-302059호 공보
특허문헌 18: 일본특허공개 제2002-244030호 공보
특허문헌 19: 일본특허공개 평(平)10-301021호 공보
특허문헌 20: 일본특허공개 제2006-154767호 공보
본 발명의 목적은, 광학적 거리가 짧고 백 포커스는 가능한 한 길며 또한 양호한 화상을 얻을 수 있으면서 충분한 밝기를 갖는 촬상렌즈를 제공하는 것이다. 여기에서, 광학적 거리가 짧다는 것은 초점거리에 대한 광학적 거리의 비율이 작은 것을 의미한다. 백 포커스는 가능한 한 길다는 것은 초점거리에 대한 백 포커스의 비율이 가능한 한 큰 것을 의미한다. 또한, 저비용 및 경량화를 추구하는 촬상렌즈를 제공하는 것이다. 상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 촬상렌즈는 제1 렌즈(L1), 개구 조리개(S), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 구비하고, 물체측으로부터 상측으로 향하고, 제1 렌즈(L1), 개구 조리개(S), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)의 순서로 배열되어 있다. 제1 렌즈(L1)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제2 렌즈(L2)는 볼록면이 상쪽으로 향하는 양 또는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 제3 렌즈(L3)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다.
또한, 제1 렌즈(L1)의 양면, 제2 렌즈(L2)의 양면 및 제3 렌즈(L3)의 양면 각각을 비구면으로 하고, 아래의 조건을 충족시킨다.
0.90 < D/f < 1.20 (1)
0.20 < r1/f < 0.35 (2)
0.80 < f1/f < 1.00 (3)
-9.00 < f3/f < -3.20 (4)
50.0 < υ < 60.0 (5)
여기에서,
f: 상기 제1 렌즈(L1), 상기 제2 렌즈(L2), 및 상기 제3 렌즈(L3)로 된 3장의 렌즈에 의해 제공되는 합성 초점거리(촬상렌즈의 초점거리)
D: 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상표면까지의 거리(공기중)
r1: 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 광축상에 있어서의 곡률반경(축상 곡률반경)
f: 상기 제1 렌즈(L1)의 초점거리
f3: 상기 제3 렌즈(L3)의 초점거리
υ: 제2 렌즈(L2)의 아베수
여기에서 D에서 주어지는 거리는 광학적 거리와 같다.
또한, 낮은 가격 및 경량화를 꾀하는 촬상렌즈를 제공하려는 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 촬상렌즈를 구성하는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)를 모두 플라스틱 재료로 형성된 렌즈로 하는 것이 바람직하다. 여기에서, 플라스틱 재료는 열과 압력 또는 이들 모두에 의해 소성변형으로 성형함으로써 렌즈를 형성할 수 있는 고분자물질이며, 가시광선에 대하여 투명인 물질을 말한다.
구체적으로, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)의 재료를 시클로올레핀(cycloolefin)계 플라스틱으로 하여 형성한 렌즈를 사용하는 것이 좋다.
또한, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)의 재료를 시클로올레핀계 플라스틱으로 하여 형성한 렌즈를 사용하고, 제3 렌즈(L3)의 재료를 폴리카보네이트로 형성한 렌즈를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 목적은 상술한 것 같이 광학적 거리가 짧고 백 포커스가 가능한 한 길고 또한 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 제공하는 것이다. 여기에서, 본 발명의 발명자는 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한, 광학적 거리 D의 비율(D/f), 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 축상 곡률반경(r1)의 비율(r1/f). 제1 렌즈(L1)의 초점거리 f1의 비율(f1/f), 제3 렌즈(L3)의 초점거리 f3의 비율(f3/f), 및 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ에 대하여, 이러한 값을 어느 범위로 설정하면, 광학적 거리가 짧고 백 포커스가 가능한 한 길고, 또한 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 구성할 수 있을지를 시뮬레이션 및 시험을 반복하여 확인했다. 그 결과 상술한 조건(1) 내지 조건(5)를 충족시킴으로써, 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 구성할 수 있다는 것을 발견하였다.
조건식(1) 내지 조건식(5)에 의해 발휘되는 본 발명의 촬상렌즈에 대한 효과는 아래와 같다.
조건식(1)은 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한 광학적 거리 D의 비율(D/f)이 취해야 하는 값의 범위를 규정하는 조건식이다.
D/f 값이 조건식(1)이 주는 하한값보다 크면, 즉 0.90 < D/f 이면, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3) 각각의 두께를, 렌즈 가공시 필요한 충분한 두께 이상으로 설정할 수 있다. 사출 형성 방법에 의해 형성되는 플라스틱 렌즈는 그 두께가 지나치게 얇은 경우 플라스틱 물질을 주형에 균등하게 널리 퍼지도록 주입하는 것이 어렵게 되지만, 0.90 < D/f가 되도록 구성함으로써 이러한 어려움을 피할 수 있다.
한편, D/f 값이 조건식(1)이 제공하는 상한값보다 작으면, 즉 D/f < 1.20이면, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3) 각각의 외형 크기를 컴팩트한 성질을 손상하지 않는 범위에서 고정할 수 있다.
촬상렌즈에 의해 형성되는 화상은 그 화상의 중심부로부터 주변부로 다가감에 따라 일반적으로 광량이 감소한다. 화상 중심부의 밝기에 대한 화상 주변부의 밝기의 비율을 주변광량비라 하고, 주변광량비가 될 수 있는 한 커지도록(화상의 중심부로부터 주변부에 걸쳐, 될 수 있는 한 균등한 밝기로 되도록) 촬상렌즈를 형성하는 것이 중요하다. 주변광량비가 커지도록 설계하면, 일반적으로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3) 각각의 외형의 크기가 커진다. 하지만, D/f < 1.20이면, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3) 각각의 외형의 크기를 촬상렌즈의 콤팩트한 성질이 손상될 정도로 크게 하지 않아도 주변광량비를 충분히 크게 할 수 있다. 여기에서, 촬상렌즈의 컴팩트한 성질이라는 것은, 촬상렌즈의 초점거리에 대한 렌즈 외형의 크기가 실질적으로 장해가 되지 않을 정도로 작은 것을 의미한다.
조건식(2)는 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 광축상에서의 곡률반경(축상 곡률반경) r1의 비율(r1/f)이 취해야 할 값의 범위를 규정하는 조건식이다.
r1/f 값이 조건식(2)이 제공하는 하한값보다 크면, 즉 0.20 < r1/f이면, 촬상렌즈의 백 포커스를, 광학적 거리를 충분히 짧게 설정하고 나서, 이 촬상렌즈와 촬상면 사이에 커버 유리 또는 필터 등의 광학부품을 삽입하는데 충분한 정도로 확보할 수 있게 된다. 또한, 0.20 < r1/f이면, 촬상렌즈의 구면수차를 작게 할 수 있고, 또한 제1 렌즈(L1)의 가공도 용이하다.
한편, r1/f 값이 조건식(2)이 제공하는 상한값보다 작으면, 즉 r1/f < 0.35이면 촬상렌즈의 백 포커스를 짧게 하는 것이 용이하고, 컴팩트화를 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 구면수차 및 비점수차가 지나치게 커지는 문제도 없다. 게다가, 제1 렌즈(L1)의 앞쪽 주요점 위치(물체측 주요점 위치)를 물체에 가까운 위치에 배치하는 것이 쉽기 때문에, 상표면에 입사하는 광선의 입사각을 작게 설정, 즉 광선을 상표면에 대하여 수직에 가까운 각도로 입사할 수 있게 된다.
주요광선이 촬상면에 대하여 수직방향으로부터 크게 어긋나 비스듬히 입사하면, 촬상면에 배치되어 있는 화소쪽으로의 입사 광량이 감소하는 쉐이딩이 발생하고, 촬상면의 주변부에서 화상이 어두워지는 문제가 생긴다. 하지만, r1/f 값이 조건식(2)가 제공하는 상한값보다 작으면, 광선을 상표면에 대하여 수직에 가까운 각도로 입사시킬 수 있기 때문에, 쉐이딩이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
조건식(3)은 제1 렌즈(L1)의 굴절력을 규정하는 조건식, 즉 촬상렌즈의 초점거리 f에 대한 제1 렌즈(L1)의 초점거리 f1의 비율(f1/f)이 취해야 할 값의 범위를 규정하는 조건식이다.
f1/f 값이 조건식(3)이 주는 하한값보다 크면, 즉 0.80 < f1/f이면, 제1 렌즈(L1)의 양의 굴절력이 지나치게 커지는 일이 없고, 제1 렌즈(L1)에서 발생하는 고차의 구면수차나 코마 수차가 발생하는 것을 작게 할 수 있게 된다.
한편, f1/f 값이 조건식(3)이 주는 상한값보다 작으면, 즉 f1/f < 1.00이면, 여러 수차가 발생하는 것을 작게 억제할 수 있고, 양호한 화상을 수비게 얻을 수 있게 된다.
조건식(4)는 제3 렌즈(L3)의 굴절력을 규정하는 조건식, 즉 촬상렌즈의 초점거리에 대한 제3 렌즈(L3)의 초점거리 f3의 비율(f3/f)이 취해야 할 값의 범위를 규정하는 조건식이다. f3/f 값이 조건식(4)에서 제공되는 범위, 즉 -9.00 < f3/f < -3.20을 충족시키는 범위에 포함되면, 여러 수차가 충분히 보정된 후에, 또한 개구 F값이 충분히 작은 밝은 촬상렌즈가 실현된다.
조건식(5)는 제2 렌즈(L2)의 아베수가 취해야 할 값의 범위를 규정하는 조건식이다.
제1 렌즈(L1)는 양의 굴절력을 갖는 렌즈이며, 이 렌즈에 의해 결상기능이 이루어진다. 한편, 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 제1 렌즈(L1)에서 발생하는 수차를 보정하는 것이 주된 역할이다. 이 때문에, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)의 합성 초점거리로부터 결정되는 합성 굴절력이 부가 되도록 설정된다. 따라서, 촬상렌즈로의 설계 자유도를 크게 하기 위해서는 제2 렌즈(L2)의 굴절력을, 약한 음의 값으로부터 양의 값에 이르는 넓은 범위로 설정할 수 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제2 렌즈(L2)의 아베수를 크게 설정할 필요가 있다.
본 발명의 발명자는 시뮬레이션 및 시험을 반복하여, 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ가 50.0보다 크면, 즉 50.0 < υ이면 제2 렌즈(L2)의 굴절력을, 약한 음의 값으로부터 양의 값에 이르는 넓은 범위로 설정할 수 있다는 것을 확인했다. 즉, 50.0 < υ이면, 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)에 의해, 제1 렌즈(L1)에서 발생하는 수차를 충분히 보정할 수 있다는 것을 확인했다.
한편, 조건식(5)에 있어서, 제2 렌즈(L2)의 아베수가 60.0보다 작은, 즉 υ < 60.0으로 규정되어 있는 이유는, 아베수가 60.0보다 작은 범위이면 현실적으로 입수할 수 있는 플라스틱 렌즈 재료가 존재한다는 것이다.
따라서, 상기 조건식(1) 내지 조건식(5)의 다섯 가지 조건을 만족하는 렌즈 구성에 의해, 충분한 밝기를 갖고 광학적 거리가 짧고 또한 백 포커스가 가능한 한 길면서 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 실현할 수 있다.
본 발명의 촬상렌즈를 구성하는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)를 모두 플라스틱 재료로 형성되는 렌즈로 함으로써 저비용이면서 경량화를 실현할 수 있다. 시클로올레핀계 플라스틱의 아베수는 56.2이므로, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)의 재료를 시클로올레핀계 플라스틱으로 형성할 수 있다.
제2 렌즈(L2)의 아베수를 56.2으로 큰 값으로 설정함으로써, 제2 렌즈(L2)의 굴절력을 양의 값으로도 음의 값으로도 설정할 수 있게 된다. 이렇게, 제2 렌즈(L2)의 굴절력을 넓은 값의 범위로 설정할 수 있는 것처럼, 설계 자유도를 넓게 확보할 수 있으므로, 색수차를 효과적으로 줄일 수 있다.
제2 렌즈(L2)의 굴절력을 음의 값으로 설정했을 경우, 제3 렌즈(L3)의 굴절력은 제2 렌즈(L2)의 굴절력을 양의 값으로 설정했을 경우보다 작게(초점거리의 절대치가 크게) 할 수 있으므로, 제3 렌즈(L3)의 아베수는 작아도 양호하게 된다. 즉, 아베수가 30.0이라고 하는 작은 값도 폴리카보네이트를 소재로 하여 제3 렌즈(L3)를 형성할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 촬상렌즈의 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 촬상렌즈의 단면도이다.
도 3은 실시예 1의 촬상렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 4는 실시예 1의 촬상렌즈의 비점수차도이다.
도 5는 실시예 1의 촬상렌즈의 색·구면수차도이다.
도 6은 실시예 2의 촬상렌즈의 단면도이다.
도 7은 실시예 2의 촬상렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 8은 실시예 2의 촬상렌즈의 비점수차도이다.
도 9는 실시예 2의 촬상렌즈의 색·구면수차도이다.
[도면부호의 설명]
10: 고체 촬상소자 12: 커버 유리
S: 개구 조리개 L1: 제1 렌즈
L2: 제2 렌즈 L3: 제3 렌즈
ri: i번째의 면의 축상 곡률반경
di: i번째의 면으로부터 i+1번째의 면까지의 거리
이하 도면를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 한편, 이러한 도면은 본 발명을 이해할 수 있는 정도로 구성 요소의 형상, 크기, 및 배치 관계를 개략적으로 보여주는 것일 뿐이며, 또한 이하 설명하는 수치적 조건 및 그 밖의 조건은 단순히 바람직한 예이며, 본 발명은 본 발명의 실시예에 한정되는 것은 아니 다.
도 1은, 본 발명에 의한 촬상렌즈의 구성도이다. 도 1에 정의되어 있는 면번호나 면간격과 같은 부호는, 도 2 및 도 6과 공통적으로 사용하도록 한다.
물체측으로부터 열거할 때 제1, 제2, 및 제3 번째에 배치되는 렌즈를 각각 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)로 하고, L1, L2, 및 L3으로 표시한다. 결상면이 되는 수광면을 구성하는 고체촬상 소자를 도면부호 10으로 나타내고, 고체촬상 소자와 렌즈 시스템 사이를 분리하는 커버 유리를 도면부호 12로 나타내고, 개구 조리개를 도면부호 S로 나타낸다. 개구 조리개(S)를 구성하는 면은 r3와 r4 이다. 또한, 오해가 생기지 않는 범위에서, ri(i=1,2,3,…,11)을 광축상에서의 곡률반경(축상 곡률반경)의 값을 의미하는 변수로 사용하는 것 이외에도, 렌즈나 커버 유리 또은 촬상면을 식별하는 기호(예를 들면 r1을 제1 렌즈의 물체측 면의 의미로 사용하는 등)로 사용한다.
도 1에 표시된 ri(i=1,2,3,…,11) 및 di(i=1,2,3,…,10)등의 매개변수는 아래에 표시된 표 1 및 표 2에 구체적인 수치로 제공된다. 첨자 i는 물체쪽으로부터 상쪽으로 향하여 순서대로 각 렌즈의 면번호 또은 렌즈의 두께 또는 렌즈면의 간격등에 대응시켜 첨부한 것이다.
다시 말해,
ri는 i번째의 면의 축상 곡률반경,
di는 i번째의 면으로부터 i+1번째의 면까지의 거리,
Ni는 i번째의 면과 i+1번째의 면으로 구성된 렌즈 소재의 굴절율, 및
υi는 i번째의 면과 i+1번째의 면으로 구성된 렌즈 소재의 아베수를 각각 나타낸다.
도 1에 있어서 조리개의 개구부를 구형으로 표시한다. 이것은, 렌즈면으로부터 조리개 면까지의 거리를 정의하기 위해서는, 조리개 면과 광축의 교점이 명확히 표시되어야만 하기 때문이다. 또한, 실시예 1 및 실시예 2의 촬상렌즈 각각에 대한 단면도인 도 2 및 도 6에 있어서, 상기 도 1과는 반대로 조리개의 개구부를 열어서, 개구부의 끝을 시작점으로 하는 2개의 직선으로 빛을 차단하는 조리개의 본체를 표시하고 있다. 이것은 주요 광선 등의 광선을 기입하기 위해, 조리개의 상태를 반영하여 조리개의 개구부를 열어 표시할 필요가 있기 때문이다.
광학적 거리 D는 d1 내지 d7을 더한 후 나아가 백 포커스 bf까지 더한 값이다. 백 포커스 bf는 광축상에서의 제3 렌즈(L3)의 상측 표면으로부터 촬상면까지의 거리이다. 단, 백 포커스 bf는 제3 렌즈(L3)과 촬상면과의 사이에 삽입되는 커버 유리(12)를 분리하여 계측한다. 즉, 커버 유리를 삽입한 상태와 삽입하지 않는 상태에서, 제3 렌즈(L3)의 상측표면으로부터 촬상면까지의 광학적 거리(광경로길이: optical path length)를 동일하게 하기 위해, 기하학적인 거리(경로길이: geometric length)를 바꾸지 않으면 안 된다. 즉, 이는 커버 유리의 굴절율이 1 보 다 높기 때문이며, 커버 유리가 존재하는 공간의 광경로길이는 경로길이에 비하여 길어진다. 어느 정도로 길어질지는 삽입하는 커버 유리의 굴절율과 두께에 의해 결정된다. 여기에서, 커버 유리가 존재하는지 아닌지에 상관없이 촬상렌즈 고유의 값으로서 백 포커스 bf를 정의하기 위해, 커버 유리를 분리하여서 측량되는 값을 사용하는 것으로 하고 있다.
비구면 데이타는 표 1 및 표 2의 각각의 난에 면부호와 함께 표시하였다. 개구 조리개(S)의 면(r3, r4) 그리고 커버 유리의 양면(r9, r10)은 평면이므로, 곡률반경 ∞로 표시하고 있다. 또한, 광축상 곡률반경의 값 ri(i=1,2,3,…,14)는 물체 쪽이 볼록한 경우를 양의 값으로, 상쪽이 볼록한 경우를 음의 값으로 표시하고 있다.
본 발명에서 사용되는 비구면은 아래의 식으로 제공된다.
Z = ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}+1/2] + A0h4 + B0h6 + C0h8 + D0h10
여기에서,
Z: 접평면으로부터 면정점까지의 깊이
c: 면의 근축 곡률
h: 광축으로부터의 높이
k: 원추정수
A0: 4차의 비구면계수
B0: 6차의 비구면계수
C0: 8차의 비구면계수
D0: 10차의 비구면계수
표 1 및 표 2에서, 비구면계수를 나타내는 수치는 지수이므로, 예를 들면 「e-1」은 「10의 -1승」을 나타낸다. 또한, 표 1 및 표 2 아래에, 렌즈 밝기의 지표인 개방 F넘버(개방 F값이라고도 부름)를 Fno로 표시되어 있고, 촬상렌즈의 초점거리 f, 제1 렌즈(L1)의 초점거리 f1, 제2 렌즈(L2)의 초점거리 f2 및 제3 렌즈(L3)의 초점거리 f3가 표시되어 있다. 촬상렌즈의 초점거리 f는 1.Omm로 표준화되어 있다. 또한, 개방 F 넘버는 개구 조리개의 직경이 설계상의 최대일 때의 F 넘버를 의미한다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 각각 실시예 1 및 실시예 2의 촬상렌즈에 대해서 설명한다. 도 2 및 도 6은 제1 실시예 및 제2 실시예의 렌즈 구성에 대한 개략도를 나타낸다.
도 3 및 도 7에 표시된 왜곡 수차곡선은 광축으로부터의 거리(세로축에 상표면내에서의 광축으로부터의 최대거리를 백분률로 표시하고 있다)에 대하여, 수차(횡축에서 접하는 조건의 불만족스러운 양을 백분률로 표시하고 있다)를 나타낸다.
도 4 및 도 8에 표시된 비점수차곡선은 왜곡 수차곡선과 마찬가지로 광축으로부터의 거리에 대하여 횡축에서의 수차(mm단위)를 표시하고 있고, 수직(meridional)면과 수평(sagital)면에서의 수차(mm단위)를 표시하고 있다.
도 5 및 도 9에 표시된 색·구면수차곡선은 C선(파장 656.3nm의 광), d선(파장 587.6nm의 광), e선(파장 546.1nm의 광), F선(파장 486.1nm의 광) 및 g선(파장 435.8nm의 광)에 대한 수차값을 나타내고 있다. 굴절율은 d선(587.6nm의 광)에서의 굴절율이다. 도 5 및 도9 에서는, 세로축의 입사높이 h에 대한 횡축의 수차(mm단위)를 표시하고 있다. 세로축의 입사높이 h는 F 넘버로 환산하여 표시하고 있다. 예를 들면, Fno가 2.93인 실시예 1의 렌즈의 경우에는 세로축의 입사높이 h=100%는 F=2.93에 대응하고, 반면 Fno가 3.20인 실시예 2의 렌즈의 경우에는 세로축의 입사높이 h=100%가 F=3.20에 대응한다.
[표 1]
Figure 112008023810343-PCT00001
[표 2]
Figure 112008023810343-PCT00002
아래에서, 실시예 1 및 실시예 2의 촬상렌즈 특징을 설명하도록 한다. 실시예 1에서, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)의 재료로서 시클로올레핀계 플라스틱인 제오넥스 E48R(제오넥스는 주식회사 일본 제온의 등록상표이며, E48R은 제품번호임)을 사용하였다. 실시예 2에서는 제1 렌즈(L1)의 재료로서 제오넥스 E48R을, 제2 렌즈(L2)의 재료로서 시클로올레핀계 플라스틱인 제오넥스 330R(330R은 주식회사 일본 제온의 제품번호임)을, 제3 렌즈(L3)의 소재로서 폴리카보네이트를 사용하였다.
제오넥스 E48R의 d선에 대한 굴절율은 1.53000, 아베수는 56.0이며, 제오넥스 330R의 d선에 대한 굴절율은 1.50900, 아베수는 56.4이다. 또한, 폴리카보네이트의 d선에 대한 굴절율은 1.58300이며, 아베수는 30.0이다.
또한, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3) 각각의 양면을 비구면으로 하였다. 즉, 비구면의 수는 6면이다.
제3 렌즈(L3)와 고체촬상소자(10) 사이에는 커버 유리(12)가 삽입되어 있다. 커버 유리(12)의 소재는 d선에 대한 굴절율이 1.51680, 아베수가 64.1인 광학 유리 BK7(주식회사 HOYA 제품)이다. 이러한 필터가 존재하는 것을 전제로 하여, 아래에서 기술하는 여러 수차가 계산되어 있다.
실시예 1
(A) 광학적 거리 D는 도 2에 표시된 것처럼 D = 1.142mm이다.
(B) 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 광축상에서의 곡률반경 r1은 표 1에 표시된 것처럼 r1=0.316mm이다.
(C) 제1 렌즈(L1)의 초점거리 f1은 표 1에 표시된 것처럼 f1=0.89mm이다.
(D) 제3 렌즈(L3)의 초점거리 f3은 표 1에 표시된 것처럼 f3=-3.28mm이다.
(E) 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ는 표 1에 표시된 것처럼 υ(=υ5)=56.0이다(표 1에서는 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ를 υ5로 표기하고 있다).
따라서,
(1) D/f = 1.142/1.00 = 1.142
(2) r1/f = 0.316/1.00 = 0.316
(3) f1/f = 0.89/1.00 = 0.89
(4) f3/f = -3.28/1.00 = -3.28
(5) υ(=υ5) = 56.0
이 되므로, 실시예 1의 렌즈 시스템은 아래의 조건식(1) 내지 조건식(5) 모두를 만족시킨다.
0.90 < D/f < 1.20 (1)
0.20 < r1/f < 0.35 (2)
0.80 < f1/f < 1.00 (3)
-9.00 < f3/f < -3.20 (4)
50.0 < υ < 60.0 (5)
개구 조리개(S)는, 도 2 및 표 1에 표시된 대로, 제1 렌즈(L1)의 제2면(상측의 면)의 후방의 위치에 설치되어 있다. 또한, 개구수(F 넘버)는 2.93이다. 덧붙이자면, F 넘버가 3.60일 경우와 비교하여, (3.60/2.93)2=1.5096이기 때문에, 밝기가 약 1.5배가 된다. 즉, 50%정도 밝은 촬상렌즈가 실현된다.
도 2에 실시예 1의 촬상렌즈의 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 표시된 것처럼, 실시예 1의 촬상렌즈는 물체측으로부터 상쪽으로 향하여, 제1 렌즈(L1), 개구 조리개(S), 제2 렌즈(L2) 및 렌즈(L3)의 순서로 배열되어 있다. 제1 렌즈(L1)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고, 제2 렌즈(L2)는 볼록면이 상쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고, 제3 렌즈(L3)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 도 2에서, 제3 렌즈(L3)는 광축근방에서 볼록면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스 형태이지만, 광축으로부터 멀어짐에 따라 볼록면이 상쪽으로 향하는 메니스커스 형태로 점점 변경된다. 이러한 변경은 표 1에 표시된 비구면계수로 제공된다.
또한, 도 2에 표시된 것처럼 실시예 1의 촬상렌즈의 경우, 초점거리 1.00mm 에 대한 백 포커스는 0.293mm이고, 이는 충분한 길이이다.
도 3에서 표시된 왜곡 수차곡선 1-1, 도 4에 표시된 비점수차곡선(수직면에 대한 수차곡선 1-2 및 수평면에 대한 수차곡선 1-3), 도 5에 표시된 색·구면수차곡선(g선에 대한 수차곡선 1-4, F선에 대한 수차곡선 1-5, e선에 대한 수차곡선 1-6, d선에 대한 수차곡선 1-7, 및 C선에 대한 수차곡선 1-8)에 대해서, 각각 그래프로 표시되어 있다.
도 3 및 도 4의 수차곡선의 세로축은, 상 높이를 광축으로부터의 거리가 몇%인지로 표시하고 있다. 도 3 및 도 4 중에서, 100%, 80%, 70%, 및 60%는 각각 0.660mm, 0.528mm, 0.462mm, 및 0.396mm에 대응한다. 또한, 도 5의 수차곡선의 세로축은 입사높이 h(F 넘버)를 표시하고 있고, 최대가 F2.93에 해당한다. 도 5의 횡축은 수차의 크기를 나타내고 있다.
왜곡 수차에 대해, 상 높이가 100%(상 높이 0.660mm)인 위치에서 수차의 절대값은 최대 2.2621%가 되고, 상 높이가 0.660mm이하인 범위에서 수차의 절대값은 2.2621% 이내에 들어간다.
비점수차에 대해, 상 높이가 100%(상 높이 0.660mm)인 위치에서 수직면에서의 수차의 절대값은 최대 0.0349mm가 되고, 또한 상 높이가 0.660mm이하인 범위에서 수차의 절대값은 0.0349mm이내에 들어간다.
색·구면수차에 대해, 입사 높이 h가 100%일 때 g선에 대한 수차곡선 1-4의 절대값은 최대 0.0307mm가 되고, 수차의 절대값은 0.0307mm이내에 들어간다.
실시예 2
(A) 광학적 거리 D는 도 6에 표시된 것처럼 D=1.108mm이다.
(B) 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 광축상에서의 곡률반경 r1은 표 2에 표시된 것처럼 r1=0.283mm이다.
(C) 제1 렌즈(L1)의 초점거리 f1은 표 2에 표시된 것처럼 f1=0.82mm이다.
(D) 제3 렌즈(L3)의 초점거리 f3는 표 2에 표시된 것처럼 f3=-8.62mm이다.
(E) 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ는 표 2에 표시된 것처럼 υ(=υ5)=56.4(표 2에서는, 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ를 υ5로 표기하고 있다)이다.
따라서,
(1) D/f = 1.108/1.00 = 1.108
(2) r1/f = 0.283/1.00 = 0.283
(3) f1/f = 0.82/1.00 = 0.82
(4) f3/f = -8.62/1.00 = -8.62
(5) υ(=υ5) = 56.4
가 되므로, 실시예 2의 렌즈 시스템은 아래의 조건식(1) 내지 조건식(5) 모두를 충족시킨다.
0.90 < D/f < 1.20 (1)
0.20 < r1/f < 0.35 (2)
0.80 < f1/f < 1.00 (3)
-9.00 < f3/f < -3.20 (4)
50.0 < υ < 60.0 (5)
개구 조리개(S)는 도 6 및 표 2에 표시된 것처럼, 제1 렌즈(L1)의 제2면(상측의 면)의 후방에 설치되어 있다. 또한, 개구수(F 넘버)는 3.20이다. 덧붙이자면, F 넘버가 3.60일 경우와 비교하여, (3.60/3.20)2=1.2656이기 때문에, 밝기가 약1.3배가 된다. 즉, 30%정도 밝은 촬상렌즈가 실현된다.
도 6 및 실시예 2의 촬상렌즈의 단면도가 도시되어 있다. 도 6에 표시된 것처럼, 실시예 2의 촬상렌즈는 물체쪽으로부터 상쪽으로 향하여, 제1 렌즈(L1), 입구 조리개(S), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)의 순서로 배열되어 있다. 제1 렌즈(L1)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고, 제2 렌즈(L2)는 볼록면이 상쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고, 제3 렌즈(L3)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이다. 도 6에서, 제3 렌즈(L3)는 광축근방에서 볼록면이 물체쪽으로 향하는 메니스커스 형태이지만, 광축으로부터 멀어짐에 따라 볼록면이 상쪽으로 향하는 메니스커스 형태로 점점 변경된다. 이러한 변경은 표 2에 표시도니 비구면계수로 제공된다.
또한, 도 6에 표시된 것처럼, 실시예 2의 촬상렌즈의 경우 초점거리 1.00mm 에 대한 백 포커스는 0.292mm이고, 이는 충분한 길이이다.
도 7에 표시된 왜곡 수차곡선 2-1, 도 8에 표시된 비점수차곡선(수직면에 대한 수차곡선 2-2 및 수평면에 대한 수차곡선 2-3), 도 9에 표시된 색·구면수차곡선(g선에 대한 수차곡선 2-4, F선에 대한 수차곡선 2-5, e선에 대한 수차곡선 2-6, d선에 대한 수차곡선 2-7, 및 C선에 대한 수차곡선 2-8)에 대해서, 각각 그래프로 표시되어 있다.
도 7 및 도 8의 수차곡선의 세로축은, 상 높이를 광축으로부터의 거리가 몇%인지로 표시하고 있다. 도 7 및 도 8 중에서, 100%, 80%, 70%, 및 60%는 각각 0.669mm, 0.535mm, 0.468mm 및 0.401mm에 대응한다. 또한, 도 9의 수차곡선의 세로축은 입사높이 h(F 넘버)를 표시하고 있고, 최대가 F3.20에 해당한다. 도 9의 횡축은 수차의 크기를 나타내고 있다.
왜곡 수차에 대해, 상 높이가 60%(상 높이 0.401mm)인 위치에서 수차의 절대값은 최대 1.2025%가 되고, 상 높이가 0.669mm이하인 범위에서 수차의 절대값은 1.2025% 이내에 들어간다.
비점수차에 대해, 상 높이가 100%(상 높이 0.669mm)인 위치에서 수직면에서의 수차의 절대값은 최대 0.0247mm가 되고, 또한 상 높이가 0.669mm이하인 범위에서 수차의 절대값은 0.0247mm 이내에 들어간다.
색·구면수차에 대해, 입사 높이 h가 50%일 때 g선에 대한 수차곡선 2-4의 절대값은 최대 0.0243mm가 되고, 수차의 절대값은 0.0243mm 이내에 들어간다.
실시예 2의 촬상렌즈는, 왜곡수차, 비점수차, 및 색·구면수차 중 어느 수차 라도, 실시예 1의 촬상렌즈보다 작게 유지된다. 이것은 제2 렌즈(L2)의 아베수가 크기 때문이며, 따라서 제2 렌즈(L2)의 굴절력을 음의 값으로 설정할 수 있게 되고, 양의 값으로 설정하는 경우보다도 제3 렌즈(L3)의 굴절력(음의 굴절력)의 절대값을 작게 설정할 수 있다.
다시 말해서, 제2 렌즈(L2)의 아베수가 크기 때문에 제2 렌즈(L2)의 굴절력의 범위를 넓은 범위에서 변경시킬 수 있고, 제1 렌즈(L1)에서 발생한 여러 수차를 보정하는 역할을 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)에 분배할 수 있는 자유도가 넓어진다. 이 때문에, 수차보정이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
실시예 1 및 실시예 2 양쪽 모두의 촬상렌즈의 경우에도, CCD 또는 CMOS를 촬상 소자로 사용하는 소형 카메라에 장착된 렌즈에 필요한 성능을 확보할 수 있다는 것이 시험을 통해 명확해졌다.
위에서 설명한 것처럼, 촬상렌즈의 각 구성 렌즈가 조건식(1) 내지 조건식(4)를 충족시키도록 설계함으로써, 본 발명이 해결하려는 과제가 해결된다. 즉, 여러 수차가 적절하게 보정되고, 촬상렌즈의 초점거리에 대한 광학적 거리가 짧고 나아가 충분한 백 포커스가 확보된 촬상렌즈를 얻을 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 및 제3 렌즈(L3)에 제오넥스 E48R 또는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 물질을 사용하였지만, 다른 플라스틱 재료도, 즉 플라스틱이 아니더라도 예를 들어 몰드 유리와 같이 실시예에 기술된 여러 조건을 충족시킬 수 있는 물질이라면 사용할 수 있다.
따라서, 휴대전화기 등에 있어서, 제3 렌즈(L3)와 촬상면 r11 사이에는 적외선 차단 필터와 같은 역활을 하는 커버 유리가 삽입되고, 현재의 기술로 제3 렌즈(L3)와 촬상면 r11의 간격을 0.95mm이상 확보하면 커버 유리(12)를 삽입할 수 있다. 또한, 현재의 상용 휴대전화기 등에 촬상렌즈를 탑재하기 위해서는, 그 광학적 거리가 5mm 이내인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예 1에 개시한 촬상렌즈에 따르면, 촬상렌즈의 초점거리를 1.00mm로 규격화한 경우 광학적 거리 D는 D=1.142mm가 되고, 따라서 광학적 거리가 5mm이면 촬상렌즈의 초점거리는 4.3783mm가 된다는 것을 의미한다. 또한, 촬상렌즈의 초점거리를 1.00mm로 규격화한 경우 백 포커스 bf는 bf=0.293mm가 되고, 따라서 촬상렌즈의 초점거리가 4.3783mm인 경우에는 1.2828mm가 되며, 이는 제3 렌즈(L3)와 촬상면 r11의 간격에 대해 0.95mm이상을 확보할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 실시예 2에 개시한 촬상렌즈에 따르면, 촬상렌즈의 초점거리를 1.00mm로 규격화한 경우 광학적 거리 D는 D=1.108mm가 되고, 따라서 광학적 거리가 5mm이면 촬상렌즈의 초점거리는 4.5126mm가 된다는 것을 의미한다. 또한, 촬상렌즈의 초점거리를 1.00mm로 규격화한 경우 백 포커스 bf는 bf=0.292mm가 되고, 따라서 촬상렌즈의 초점거리가 4.5126mm인 경우에는 1.3177mm이 되며, 이는 제3 렌즈(L3)와 촬상면 r11의 간격에 대해 0.95mm이상을 확보할 수 있다는 것을 의미한다.
실시예 1에서, 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ5를 56.0으로 하고, 실시예 2에서, 제2 렌즈(L2)의 아베수 υ5를 56.4로 했지만, 만일 아베수를 50.0보다 크게 설정하면, 광학적 거리가 짧고 백 포커스가 가능한 한 길고 따라서 양호한 화상을 얻을 수 있는 촬상렌즈를 구현할 수 있다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 촬상렌즈에 의하면, 여러가지 수차가 적절히 보정되어, 광학적 거리가 짧은데도 불구하고 양호한 화상을 얻을 수 있고 또한 백 포커스도 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 촬상렌즈는 휴대전화기, 휴대형컴퓨터, 휴대영상전화기, 휴대정보단말기(PDA), 퍼스널컴퓨터 등의 화상입력장치, 디지탈 카메라, 감시 카메라, 검사 장치에 내장하는 카메라용 렌즈, 화상인식 기능을 구비한 장난감에 내장하는 카메라용 렌즈, 자동차에 탑재되는 카메라용 렌즈, 감시, 검사 또는 방범기기 등에 내장하는 카메라용 렌즈에 적용해도 바람직하다.

Claims (3)

  1. 제1 렌즈(L1), 개구 조리개(S), 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 구비하고, 물체쪽으로부터 상쪽을 향하여 상기 제1 렌즈(L1), 상기 개구 조리개(S), 상기 제2 렌즈(L2) 및 상기 제3 렌즈(L3)의 순서로 배열되어 있고,
    상기 제1 렌즈(L1)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 양의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고,
    상기 제2 렌즈(L2)는 볼록면이 상쪽으로 향하는 양 또는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고,
    상기 제3 렌즈(L3)는 볼록면이 물체쪽으로 향하는 음의 굴절력을 갖는 메니스커스렌즈이고,
    상기 제1 렌즈(L1)의 양면은 비구면이고, 상기 제2 렌즈(L2)의 양면도 비구면이고, 또한 상기 제3 렌즈(L3)의 양면도 비구면이며,
    아래의 조건:
    0.90 < D/f < 1.20 (1)
    0.20 < r1/f < 0.35 (2)
    0.80 < f1/f < 1.00 (3)
    -9.00 < f3/f < -3.20 (4)
    50.0 < v < 60.0 (5)를 만족하고,
    여기에서,
    f: 상기 제1 렌즈(L1), 상기 제2 렌즈(L2), 및 상기 제3 렌즈(L3)로 구성된 3장의 렌즈에 의해 제공되는 합성 초점거리(촬상렌즈의 초점거리),
    D: 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상표면까지의 거리(공기중),
    r1: 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 광축상에서의 곡률반경(축상 곡률반경),
    f1: 상기 제1 렌즈(L1)의 초점거리,
    f3: 상기 제3 렌즈(L3)의 초점거리,
    v: 상기 제2 렌즈(L2)의 아베수
    인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈(L1), 상기 제2 렌즈(L2), 및 상기 제3 렌즈(L3)는 시클로올레핀계 플라스틱으로 형성된 렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈(L1)와 상기 제2 렌즈(L2)는 시클로올레핀계 플라스틱으로 형성된 렌즈이고, 상기 제3 렌즈(L3)는 폴리카보네이트로 형성된 렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈.
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