KR20100092064A - 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치 - Google Patents

촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100092064A
KR20100092064A KR1020107016333A KR20107016333A KR20100092064A KR 20100092064 A KR20100092064 A KR 20100092064A KR 1020107016333 A KR1020107016333 A KR 1020107016333A KR 20107016333 A KR20107016333 A KR 20107016333A KR 20100092064 A KR20100092064 A KR 20100092064A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
imaging
image
imaging lens
power
Prior art date
Application number
KR1020107016333A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101167785B1 (ko
Inventor
다쿠미 이바
마사토시 야마시타
나미 나가모리
Original Assignee
파나소닉 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파나소닉 주식회사 filed Critical 파나소닉 주식회사
Publication of KR20100092064A publication Critical patent/KR20100092064A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101167785B1 publication Critical patent/KR101167785B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B9/00—Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/02—Diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

콤팩트화(소형화, 박형화), 저비용화를 도모할 수 있으며, 또한, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 4장 구성의 촬상 렌즈를 제공한다. 물체측으로부터 상면측을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(5)와, 양의 파워를 갖는 제1 렌즈(1)와, 음의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(2)와, 양의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(3)와, 음의 파워를 가지며, 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이고, 상면측의 렌즈면이 광축 근방에서 오목면인 제4 렌즈(4)를 구비한 촬상 렌즈(7)이다. 제1 렌즈(1)의 한쪽의 렌즈면 또는 제2 렌즈(2)의 한쪽의 렌즈면에는, 회절 광학 소자가 형성되어 있다.

Description

촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치{IMAGING LENS AND IMAGING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 촬상 장치를 탑재한 예를 들면 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 적합한 촬상 렌즈, 및, 당해 촬상 렌즈를 이용한 촬상 장치에 관한 것이다.
최근, 예를 들면 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에도 촬상 장치(카메라 모듈)를 탑재한 것이 보급되고 있으며, 이러한 소형의 모바일 제품을 이용하여 간이하게 사진 촬영을 행하는 것이 일반적으로 되어져 오고 있다. 그리고, 이러한 소형의 모바일 제품에 탑재되는 소형의 촬상 장치용의 촬상 렌즈로서는, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 4장 구성의 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 촬상 렌즈는, 물체측으로부터 상면(像面)측을 향해 순서대로 배치된, 양의 파워를 가지며, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 제1 렌즈와, 양의 파워를 갖는 제2 렌즈와, 음의 파워를 가지며, 물체측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈와, 양 또는 음의 파워를 가지며, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제4 렌즈를 구비하고 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2004-102234호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 촬상 렌즈에 있어서는, 제1 렌즈의 재료로서 유리가 사용되고, 제2 및 제3 렌즈의 재료로서 플라스틱이 사용되고 있으므로, 제2 및 제3 렌즈의 파워를 충분히 강하게 할 수 없으며, 최근 요구되고 있는 레벨에서의 광학 전체 길이의 단축화(소형화, 박형화)를 도모하는 것은 곤란하다.
본 발명은, 종래 기술에 있어서의 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 콤팩트화(소형화, 박형화), 저비용화를 도모할 수 있으며, 또한, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 4장 구성의 촬상 렌즈, 및, 당해 촬상 렌즈를 이용한 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 촬상 렌즈의 구성은, 물체측으로부터 상면측을 향해 순서대로 배치된, 양의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 음의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈와, 양의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈와, 음의 파워를 가지며, 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이고, 상면측의 렌즈면이 광축 근방에서 오목면인 제4 렌즈를 구비하며, 상기 제1 렌즈의 한쪽의 렌즈면 또는 상기 제2 렌즈의 한쪽의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 상기 제2 및 제3 렌즈로서, 마주보는 렌즈면이 오목면인 한 쌍의 메니스커스 렌즈를 이용함으로써, 상기 제2 및 제3 렌즈에 입사하는 광선의 각도를 작게 하여, 광선 수차를 작게 할 수 있다. 또, 상기 제1 렌즈의 한쪽의 렌즈면 또는 상기 제2 렌즈의 한쪽의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성됨으로써, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈의 양쪽의 렌즈면을 비구면 형상으로 함으로써, 왜곡 수차 및 상면 만곡을 양호하게 보정할 수 있다.
이상으로부터, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 고성능인 4장 구성의 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 이와 같이, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 렌즈 재료의 여하에 상관없이, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있으므로, 렌즈 재료로서 플라스틱을 이용함으로써, 저비용화를 도모할 수도 있다.
상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 제1 렌즈가 양면 볼록 렌즈인 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 양의 파워를 각각의 렌즈면으로 분산시킬 수 있으므로, 수차가 발생하기 어렵고, 소형화하기 쉬운 촬상 렌즈를 제공할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 광학계 전체의 초점 거리를 f, 상기 제1 렌즈의 초점 거리를 f1, 상기 제2 렌즈의 초점 거리를 f2, 상기 제3 렌즈의 초점 거리를 f3, 상기 회절 광학 소자의 파워를 φDOE, 광학계의 전체 길이(광학 전체 길이)를 TL로 했을 때, 하기 조건식 (1)∼(5)를 만족하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
상기 조건식 (1)은, 광학계 전체에 대한 상기 제1 렌즈의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f1/f가 0.8 이하 또는 1.1 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (2)는, 광학계 전체에 대한 상기 제2 렌즈의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f2/f가 -2.0 이하 또는 -1.8 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (3)은, 광학계 전체에 대한 상기 제3 렌즈의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f3/f가 0.8 이하 또는 1.2 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (4)는, 상기 제1 렌즈의 한쪽의 렌즈면 또는 상기 제2 렌즈의 한쪽의 렌즈면에 형성된 상기 회절 광학 소자의 파워에 관한 조건식이다. f·φDOE가 0 이하가 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 색수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (5)는, 광학 전체 길이와 수차를 밸런스시키기 위한 조건식이다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 제1 렌즈의 아베수를 ν1로 했을 때, 상기 제1 렌즈가 하기 조건식 (6)을 만족하는 유리 렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다.
Figure pct00002
이와 같이, 파워가 큰 제1 렌즈로서 유리 렌즈를 이용함으로써, 온도 변화에 의한 성능 열화나 초점 이동을 작게 억제할 수 있다. 또, 상기 조건식 (6)을 만족시킴으로써, 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 회절 광학 소자가 형성된 렌즈 및 상기 제3 및 제4 렌즈는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 제1∼제4 렌즈는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
이들의 바람직한 예에 의하면, 비구면 형상이나 회절 광학 소자의 부여를 포함한 렌즈의 성형이 용이해짐과 더불어, 재료 비용, 나아가서는 제조 비용의 면에서도 유리해진다. 또한, 상기와 같이 상기 제1 렌즈로서 유리 렌즈를 이용하는 경우여도, 상기 제2∼제4 렌즈를 플라스틱 렌즈로 함으로써, 저비용화를 도모하는 것은 가능하다.
또, 본 발명에 관한 촬상 장치의 구성은, 피사체에 대응한 광 신호를 화상 신호로 변환하여 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 촬상면에 상기 피사체의 상을 결상시키는 촬상 렌즈를 구비한 촬상 장치로서, 상기 촬상 렌즈로서 상기 본 발명의 촬상 렌즈를 이용한 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 촬상 장치의 구성에 의하면, 촬상 렌즈로서 상기 본 발명의 촬상 렌즈를 이용함으로써, 콤팩트하고 고성능인 촬상 장치, 나아가서는 당해 촬상 장치가 탑재되는 콤팩트하고 고성능인 휴대전화기 등의 모바일 제품을 제공하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 콤팩트화(소형화, 박형화), 저비용화를 도모할 수 있으며, 또한, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 4장 구성의 촬상 렌즈, 및, 당해 촬상 렌즈를 이용한 촬상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 도시한 배치도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도((a)는 구면 수차의 도면(축 상 색수차의 도면), (b)는 비점수차의 도면, (c)는 왜곡 수차의 도면)이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 도시한 배치도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도((a)는 구면 수차의 도면(축 상 색수차의 도면), (b)는 비점수차의 도면, (c)는 왜곡 수차의 도면)이다.
이하, 실시 형태를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 도시한 배치도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)는, 물체측(도 1에서는 좌측)으로부터 상면측(도 1에서는 우측)을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(5)와, 양의 파워를 갖는 제1 렌즈(1)와, 음의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(2)와, 양의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(3)와, 음의 파워를 가지며, 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이고, 상면측의 렌즈면이 광축 근방에서 오목면인 제4 렌즈(4)를 구비하고 있다. 여기에서, 파워는, 초점 거리의 역수로 정의되는 양이다. 또, 제1 렌즈(1)의 한쪽의 렌즈면 또는 제2 렌즈(2)의 한쪽의 렌즈면에는, 회절 광학 소자가 형성되어 있다. 촬상 렌즈(7)는, 촬상 소자(예를 들면, CCD)의 촬상면(S)에 대해 광학상을 형성하는(피사체의 상을 결상시키는) 촬상용의 단초점 렌즈이며, 촬상 소자는, 피사체에 대응한 광 신호를 화상 신호로 변환하여 출력한다. 그리고, 촬상 소자와, 촬상 렌즈(7)를 이용하여 촬상 장치가 구성된다.
렌즈면의 비구면 형상은, 하기 (수식 1)로 부여된다(후술하는 제2 실시 형태에 대해서도 동일하다).
[수식 1]
Figure pct00003
단, 상기 (수식 1) 중, Y는 광축으로부터의 높이, X는 광축으로부터의 높이가 Y인 비구면 형상의 비구면 정점의 접평면으로부터의 거리, R0은 비구면 정점의 곡률 반경, κ는 원추 상수, A4, A6, A8, A10, …은 각각 4차, 6차, 8차, 10차, …의 비구면 계수를 나타내고 있다.
또, 회절 광학 소자가 형성된 렌즈면(이하 「회절 광학 소자면」이라고 한다)의 형상은, 예를 들면, 하기 (수식 2)로 부여된다(후술하는 제2 실시 형태에 대해서도 동일하다).
[수식 2]
Figure pct00004
단, 상기 (수식 1) 중, φ(ρ)는 위상 함수, Y는 광축으로부터의 높이, Cn은 n차의 위상 계수, λ0은 설계 파장을 나타내고 있다. 또한, X는, 회절 차수를 M으로 하고, φ(ρ)를 형상 변환함으로써 결정된다.
본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 의하면, 제2 및 제3 렌즈(2, 3)로서, 마주 보는 렌즈면이 오목면인 한 쌍의 메니스커스 렌즈를 이용함으로써, 제2 및 제3 렌즈(2, 3)에 입사하는 광선의 각도를 작게 하여, 광선 수차를 작게 할 수 있다. 또, 제1 렌즈(1)의 한쪽의 렌즈면 또는 제2 렌즈(2)의 한쪽의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성됨으로써, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 제4 렌즈(4)의 양쪽의 렌즈면을 비구면 형상으로 함으로써, 왜곡 수차 및 상면 만곡을 양호하게 보정할 수 있다.
그리고, 이상으로부터, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 의하면, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 고성능인 4장 구성의 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 이와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 의하면, 렌즈 재료의 여하에 상관없이, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있으므로, 렌즈 재료로서 플라스틱을 이용함으로써, 저비용화를 도모할 수도 있다.
제4 렌즈(4)와 촬상 소자의 촬상면(S)의 사이에는, 투명한 평행 평판(6)이 배치되어 있다. 여기에서, 평행 평판(6)은, 광학 로우패스 필터와 IR 컷 필터와 촬상 소자의 페이스 플레이트(커버 유리)와 등가인 평판이다.
제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면으로부터 평행 평판(6)의 상면측의 면에 이르는 각 면(이하 「광학면」이라고도 한다)을, 물체측으로부터 순서대로, 「제1면」,「제2면」,「제3면」,「제4면」, …,「제8면」,「제9면」,「제10면」이라고 부르는 것으로 한다(후술하는 제2 실시 형태에 대해서도 동일하다).
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)에 있어서, 제1 렌즈(1)는 양면 볼록 렌즈인 것이 바람직하다. 이와 같이, 제1 렌즈(1)로서 양면 볼록 렌즈를 이용하면, 양의 파워를 각각의 렌즈면으로 분산시킬 수 있으므로, 수차가 발생하기 어렵고, 소형화하기 쉬운 촬상 렌즈를 제공할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)는, 하기 조건식 (1)∼(5)를 만족하는 것이 바람직하다.
Figure pct00005
여기에서, f는 광학계 전체의 초점 거리, f1은 제1 렌즈(1)의 초점 거리, f2는 제2 렌즈(2)의 초점 거리, f3은 제3 렌즈(3)의 초점 거리, φDOE는 상기 회절 광학 소자의 파워이다. 또, TL은 광학계의 전체 길이(광학 전체 길이)이며, 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면으로부터 촬상 소자의 촬상면(S)까지의 광축을 따른 거리이다.
상기 조건식 (1)은, 광학계 전체에 대한 제1 렌즈(1)의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f1/f가 0.8 이하 또는 1.1 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (2)는, 광학계 전체에 대한 제2 렌즈(2)의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f2/f가 -2.0 이하 또는 -1.8 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (3)은, 광학계 전체에 대한 제3 렌즈(3)의 파워 밸런스에 관한 조건식이다. f3/f가 0.8 이하 또는 1.2 이상이 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 코마 수차, 구면 수차 및 비점수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (4)는, 제1 렌즈(1)의 한쪽의 렌즈면 또는 제2 렌즈(2)의 한쪽의 렌즈면에 형성된 상기 회절 광학 소자의 파워에 관한 조건식이다. f·φDOE가 0 이하가 되면, 광학 전체 길이를 작게 유지한 채로, 색수차를 양호하게 보정하는 것이 곤란해져 버린다.
상기 조건식 (5)는, 광학 전체 길이와 수차를 밸런스시키기 위한 조건식이다.
즉, 이상의 바람직한 구성에 의하면, 콤팩트화(소형화, 박형화)를 도모할 수 있으며, 또한, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 고성능인 4장 구성의 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)를 이용한 촬상 장치의 구성에 의하면, 콤팩트하고 고성능인 촬상 장치, 나아가서는 당해 촬상 장치가 탑재되는 콤팩트하고 고성능인 휴대전화기 등의 모바일 제품을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1 렌즈(1)가 하기 조건식 (6)을 만족하는 유리 렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다.
Figure pct00006
여기에서, ν1은 제1 렌즈(1)의 아베수이다.
이와 같이, 파워가 큰 제1 렌즈(1)로서 유리 렌즈를 이용함으로써, 온도 변화에 의한 성능 열화나 초점 이동을 작게 억제할 수 있다. 또, 상기 조건식 (6)을 만족시킴으로써, 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
유리 렌즈의 재료로서는, 예를 들면, 붕규산 유리 등의, 기존의 재료를 사용할 수 있다.
본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 상기 회절 광학 소자가 형성된 렌즈 및 제3 및 제4 렌즈(3, 4)는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1∼제4 렌즈(1∼4)는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
이들의 구성을 채용하면, 비구면 형상이나 회절 광학 소자의 부여를 포함한 렌즈의 성형이 용이해짐과 더불어, 재료 비용, 나아가서는 제조 비용의 면에서도 유리해진다. 또한, 상기와 같이 제1 렌즈(1)로서 유리 렌즈를 이용하는 경우여도, 제2∼제4 렌즈(2∼4)를 플라스틱 렌즈로 함으로써, 저비용화를 도모하는 것은 가능하다.
플라스틱 렌즈의 재료로서는, 예를 들면, 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리카보네이트 수지(PC), 환상(環狀) 올레핀 폴리머, 스티렌계 수지, 폴리스티렌 수지(PS), 저흡습 아크릴 등의, 기존의 재료를 사용할 수 있다.
(실시예 1)
이하, 구체적 실시예를 들어, 본 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈를 더욱 상세하게 설명한다.
하기 (표 1)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 구체적 수치예를 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00007
상기 (표 1)에 있어서, r(mm)은 광학면의 곡률 반경, d(mm)는 제1∼제4 렌즈(1∼4) 및 평행 평판(6)의 축 상에서의 두께 또는 면 간격, n은 제1∼제4 렌즈(1∼4) 및 평행 평판(6)의 d선(587.5600nm)에 대한 굴절률, ν는 제1∼제4 렌즈(1∼4) 및 평행 평판(6)의 d선에 대한 아베수를 나타내고 있다(하기의 실시예 2에 대해서도 동일하다). 또한, 도 1에 나타낸 촬상 렌즈(7)는, 상기 (표 1)의 데이터에 의거하여 구성된 것이다.
또, 하기 (표 2A), (표 2B)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 비구면 계수(원추 상수를 포함한다)를 나타낸다. 하기 (표 2A), (표 2B) 중, 「E+00」,「E-02」 등은, 각각 「10+00」,「10-02」 등을 나타내는 것으로 한다(하기 (표 3) 및 하기의 실시예 2에 대해서도 동일하다).
[표 2A]
Figure pct00008
[표 2B]
Figure pct00009
또한, 상기 (표 2A), (표 2B)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1∼제4 렌즈(1∼4)의 모든 렌즈면이 비구면 형상으로 되어 있지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 적어도, 제4 렌즈(4)의 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이면 된다.
또, 상기 (표 1), (표 2A), (표 2B)에 있어서, * 표시를 붙인 면(제3면 : 제2 렌즈(2)의 물체측의 렌즈면)은 회절 광학 소자면이며, 당해 회절 광학 소자면의 구체적 수치예는 하기 (표 3)에 나타낸 바와 같다.
[표 3]
Figure pct00010
또한, 이와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제2 렌즈(2)의 물체측의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성되어 있지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(1)의 물체측 또는 상면측의 렌즈면 혹은 제2 렌즈(2)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자를 형성해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 하기 (표 4)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(7)의, F 넘버(F값) Fno, 광학계 전체의 초점 거리 f(mm), 공기 환산 광학 전체 길이 TL(mm), 최대 상의 높이 Y', 및, 각 조건식 (1)∼(6)의 값을 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00011
도 2에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도를 나타낸다. 도 2에 있어서, (a)는 구면 수차의 도면이며, 실선은 g선(435.8300nm), 긴 파선은 C선(656.2700nm), 짧은 파선은 F선(486.1300nm), 2점 쇄선은 d선(587.5600nm), 1점 쇄선은 e선(546.0700nm)에 대한 값을 나타내고 있다. (b)는 비점수차의 도면이며, 실선은 시상 상면 만곡, 파선은 자오 상면 만곡을 나타내고 있다. (c)는 왜곡 수차의 도면이다. 또한, 축 상 색수차의 도면은, 도 2(a)의 구면 수차의 도면과 동일하다.
도 2에 나타낸 수차도로부터 명확한 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)는, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응 가능한 것을 알 수 있다. 그리고, 이것에 더하여, 상기 (표 4)의 결과를 고려하면, 콤팩트화(소형화, 박형화)를 도모할 수 있으며, 또한, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 고성능인 4장 구성의 촬상 렌즈를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
[제2 실시 형태]
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 도시한 배치도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)는, 물체측(도 3에서는 좌측)으로부터 상면측(도 3에서는 우측)을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(12)와, 양의 파워를 갖는 제1 렌즈(8)와, 음의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(9)와, 양의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(10)와, 음의 파워를 가지며, 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이고, 상면측의 렌즈면이 광축 근방에서 오목면인 제4 렌즈(11)를 구비하고 있다. 또, 제1 렌즈(8)의 한쪽의 렌즈면 또는 제2 렌즈(9)의 한쪽의 렌즈면에는, 회절 광학 소자가 형성되어 있다.
제4 렌즈(11)와 촬상 소자의 촬상면(S)의 사이에는, 상기 제1 실시 형태의 평행 평판(6)과 동일한 투명한 평행 평판(13)이 배치되어 있다.
본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)에 있어서도, 제1 렌즈(8)는 양면 볼록 렌즈인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)도, 상기 조건식 (1)∼(5)를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)에 있어서도, 제1 렌즈(8)가 상기 조건식 (6)을 만족하는 유리 렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)에 있어서도, 상기 회절 광학 소자가 형성된 렌즈 및 제3 및 제4 렌즈(10, 11)는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
또, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)에 있어서도, 제1∼제4 렌즈(8∼11)는, 모두 플라스틱 렌즈인 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 의해서도, 상기 제1 실시 형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 의한 작용 효과와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 2)
이하, 구체적 실시예를 들어, 본 실시 형태에 있어서의 촬상 렌즈를 더욱 상세하게 설명한다.
하기 (표 5)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 구체적 수치예를 나타낸다. 또한, 도 3에 나타낸 촬상 렌즈(14)는, 하기 (표 5)의 데이터에 의거하여 구성된 것이다.
[표 5]
Figure pct00012
또, 하기 (표 6A), (표 6B)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 비구면 계수(원추 상수를 포함한다)를 나타낸다.
[표 6A]
Figure pct00013
[표 6B]
Figure pct00014
또한, 상기 (표 6A), (표 6B)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)에 있어서는, 제1∼제4 렌즈(8∼11)의 모든 렌즈면이 비구면 형상으로 되어 있지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 적어도, 제4 렌즈(11)의 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이면 된다.
또, 상기 (표 5), (표 6A), (표 6B)에 있어서, * 표시를 붙인 면(제3면 : 제2 렌즈(9)의 물체측의 렌즈면)은 회절 광학 소자면이며, 당해 회절 광학 소자면의 구체적 수치예는 하기 (표 7)에 나타낸 바와 같다.
[표 7]
Figure pct00015
또한, 이와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)에 있어서는, 제2 렌즈(9)의 물체측의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성되어 있지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(8)의 물체측 또는 상면측의 렌즈면 혹은 제2 렌즈(9)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자를 형성해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 하기 (표 8)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(14)의, F 넘버(F값) Fno, 광학계 전체의 초점 거리 f(mm), 공기 환산 광학 전체 길이 TL(mm), 최대 상의 높이 Y', 및, 각 조건식 (1)∼(6)의 값을 나타낸다.
[표 8]
Figure pct00016
도 4에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도를 나타낸다. 도 4에 있어서, (a)는 구면 수차의 도면이며, 실선은 g선, 짧은 파선은 F선, 1점 쇄선은 e선, 2점 쇄선은 d선, 긴 파선은 C선에 대한 값을 나타내고 있다. (b)는 비점수차의 도면이며, 실선은 시상 상면 만곡, 파선은 자오 상면 만곡을 나타내고 있다. (c)는 왜곡 수차의 도면이다. 또한, 축 상 색수차의 도면은, 도 4(a)의 구면 수차의 도면과 동일하다.
도 4에 나타낸 수차도로부터 명확한 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)는, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응 가능한 것을 알 수 있다. 그리고, 이것에 더하여, 상기 (표 8)의 결과를 고려하면, 콤팩트화(소형화, 박형화)를 도모할 수 있으며, 또한, 모든 수차가 양호하게 보정되고, 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품에 탑재되는 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있는 고성능인 4장 구성의 촬상 렌즈를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 촬상 렌즈는, 콤팩트화(소형화, 박형화), 저비용화를 도모할 수 있으며, 또한, 메가픽셀 이상의 고화소인 촬상 소자에 대응시킬 수 있으므로, 고화소화가 요망되는 촬상 소자를 내장한 휴대전화기 등의 소형의 모바일 제품의 분야에 있어서 특히 유용하다.
1, 8 : 제1 렌즈
2, 9 : 제2 렌즈
3, 10 : 제3 렌즈
4, 11 : 제4 렌즈
5, 12 : 개구 조리개
6, 13 : 평행 평판
7, 14 : 촬상 렌즈
S : 촬상면

Claims (7)

  1. 물체측으로부터 상면(像面)측을 향해 순서대로 배치된, 양의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 음의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈와, 양의 파워를 가지며, 상면측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈와, 음의 파워를 가지며, 양쪽의 렌즈면이 비구면 형상이고, 상면측의 렌즈면이 광축 근방에서 오목면인 제4 렌즈를 구비하며,
    상기 제1 렌즈의 한쪽의 렌즈면 또는 상기 제2 렌즈의 한쪽의 렌즈면에 회절 광학 소자가 형성된 촬상 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈가 양면 볼록 렌즈인, 촬상 렌즈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    광학계 전체의 초점 거리를 f, 상기 제1 렌즈의 초점 거리를 f1, 상기 제2 렌즈의 초점 거리를 f2, 상기 제3 렌즈의 초점 거리를 f3, 상기 회절 광학 소자의 파워를 φDOE, 광학계의 전체 길이를 TL로 했을 때, 하기 조건식 (1)∼(5)를 만족하는, 촬상 렌즈.
    Figure pct00017
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 아베수를 ν1로 했을 때, 상기 제1 렌즈가 하기 조건식 (6)을 만족하는 유리 렌즈로 이루어지는, 촬상 렌즈.
    Figure pct00018
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 광학 소자가 형성된 렌즈 및 상기 제3 및 제4 렌즈는, 모두 플라스틱 렌즈인, 촬상 렌즈.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1∼제4 렌즈는, 모두 플라스틱 렌즈인, 촬상 렌즈.
  7. 피사체에 대응한 광 신호를 화상 신호로 변환하여 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 촬상면에 상기 피사체의 상을 결상시키는 촬상 렌즈를 구비한 촬상 장치로서,
    상기 촬상 렌즈로서 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈를 이용한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
KR1020107016333A 2008-09-03 2009-07-10 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치 KR101167785B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-226334 2008-09-03
JP2008226334A JP5097059B2 (ja) 2008-09-03 2008-09-03 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置
PCT/JP2009/003229 WO2010026691A1 (ja) 2008-09-03 2009-07-10 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100092064A true KR20100092064A (ko) 2010-08-19
KR101167785B1 KR101167785B1 (ko) 2012-07-25

Family

ID=41796877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107016333A KR101167785B1 (ko) 2008-09-03 2009-07-10 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8194333B2 (ko)
JP (1) JP5097059B2 (ko)
KR (1) KR101167785B1 (ko)
CN (1) CN101952760B (ko)
WO (1) WO2010026691A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140020466A (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 엘지이노텍 주식회사 광학계
KR20190079592A (ko) * 2019-06-25 2019-07-05 엘지이노텍 주식회사 광학계
WO2020101193A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Lens assembly and electronic device including the same

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5368171B2 (ja) * 2009-05-21 2013-12-18 パナソニック株式会社 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2011107631A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Panasonic Corp 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置、並びに、当該撮像装置を搭載した携帯機器
JPWO2011118554A1 (ja) 2010-03-26 2013-07-04 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器
JP4887507B1 (ja) * 2011-01-31 2012-02-29 株式会社ＡＡＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｅｒ 撮像レンズ
TWI432822B (zh) 2011-03-16 2014-04-01 Largan Precision Co 光學攝像鏡頭組
TWI437309B (zh) * 2011-05-12 2014-05-11 Largan Precision Co 影像拾取鏡頭
TWI422899B (zh) * 2011-06-22 2014-01-11 Largan Precision Co Ltd 光學影像鏡片組
JP5688334B2 (ja) * 2011-06-30 2015-03-25 カンタツ株式会社 撮像レンズ
JP2013195781A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Olympus Corp 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
JP5973240B2 (ja) 2012-05-30 2016-08-23 カンタツ株式会社 撮像レンズ
CN103576293B (zh) * 2012-08-01 2017-06-09 惠州市大亚湾永昶电子工业有限公司 摄像透镜以及摄像装置
TWI472794B (zh) * 2013-01-31 2015-02-11 Largan Precision Co Ltd 移動對焦光學系統
CN205281004U (zh) * 2013-03-25 2016-06-01 富士胶片株式会社 摄像镜头及具备摄像镜头的摄像装置
JP2015060068A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 株式会社東芝 撮像レンズ及び固体撮像装置
US9223118B2 (en) * 2013-10-31 2015-12-29 Apple Inc. Small form factor telephoto camera
KR102137739B1 (ko) * 2014-02-05 2020-07-24 삼성전자주식회사 촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
CN105259642B (zh) * 2015-11-23 2019-02-19 广东旭业光电科技股份有限公司 一种摄影镜头和图像采集设备
DE102018111669A1 (de) 2018-05-15 2019-11-21 Leica Camera Ag Optisches Linsensystem und Abbildungssystem
CN112180539A (zh) * 2019-07-01 2021-01-05 扬明光学股份有限公司 光学镜头及投影光机
DE102020105201A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Carl Zeiss Ag Kompaktes Teleobjektiv mit diffraktivem optischen Element

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI261120B (en) * 2002-07-18 2006-09-01 Konica Corp Image pickup lens, image pickup unit and portable terminal
JP4453276B2 (ja) 2002-07-18 2010-04-21 コニカミノルタホールディングス株式会社 撮像レンズ，撮像ユニット及びこれを備える携帯端末
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
KR100703469B1 (ko) * 2005-07-07 2007-04-03 삼성전자주식회사 촬상용 광학계
JP4977869B2 (ja) * 2006-08-21 2012-07-18 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
CN101755230B (zh) * 2008-02-13 2011-12-07 纳卢克斯株式会社 成像光学系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140020466A (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 엘지이노텍 주식회사 광학계
WO2020101193A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Lens assembly and electronic device including the same
US11598933B2 (en) 2018-11-14 2023-03-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Visible light blocking lens assembly and electronic device including the same
KR20190079592A (ko) * 2019-06-25 2019-07-05 엘지이노텍 주식회사 광학계

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010026691A1 (ja) 2010-03-11
JP2010060834A (ja) 2010-03-18
CN101952760A (zh) 2011-01-19
JP5097059B2 (ja) 2012-12-12
KR101167785B1 (ko) 2012-07-25
CN101952760B (zh) 2012-01-04
US8194333B2 (en) 2012-06-05
US20100309367A1 (en) 2010-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101167785B1 (ko) 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치
KR101202070B1 (ko) 촬상 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치
US11567298B2 (en) Imaging lens
JP5368171B2 (ja) 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置
CN108333714B (zh) 摄像镜头
KR20120116397A (ko) 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치, 및, 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기
US7800842B2 (en) Photography lens
US7375903B2 (en) Imaging lens
US11914113B2 (en) Imaging lens
US10908390B2 (en) Imaging lens
US20070070527A1 (en) Single focus lens
WO2013054509A1 (ja) 撮像レンズおよびそれを用いた撮像装置
JP2010060835A (ja) 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置
US7738191B2 (en) Single focus lens
JP2004226595A (ja) 撮像用レンズ
KR20120116399A (ko) 촬상 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치 및 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기
KR20140009948A (ko) 촬상렌즈 유닛
JP2002131631A (ja) 単焦点レンズ
CN112444953B (zh) 摄像镜头
JP5271009B2 (ja) 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置
JP4382423B2 (ja) ３枚構成単焦点レンズ
KR20130142980A (ko) 촬상렌즈 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee