KR20130120991A

KR20130120991A - 광학 유닛 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR20130120991A
Application number: KR1020127032690A
Authority: KR
Inventors: 토모히코 바바
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2013-11-05
Also published as: JP2012027085A; KR101863379B1; EP2597503A1; US8964311B2; EP2597503A4; CN103109223B; WO2012011416A1; CN103109223A; TW201221993A; EP2597503B1; TWI471585B; US20130094102A1

Abstract

본 발명은, 소형이면서 저비용의 고해상도이며 고내열의 촬상 광학계를 실현하는 것이 가능한 광학 유닛 및 촬상 장치를 제공할 수 있는 광학 유닛 및 촬상 장치에 관한 것이다. 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군중, 적어도 제1 렌즈군(110)과, 제2 렌즈군(120)을 가지며, 제1 렌즈군(110)은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개의 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 접합체와, 투명체(123)와, 제3 렌즈 엘리먼트(114)를 포함하고, 접합체는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)가 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있다.

Description

광학 유닛 및 촬상 장치{OPTICAL UNIT AND IMAGING DEVICE}

본 발명은, 촬상 기기에 적용되는 광학 유닛 및 촬상 장치에 관한 것이다.

근래의 휴대 전화나 퍼스널 컴퓨터(PC) 등에 탑재되는 촬상 기기에는, 고해상도·저비용·소형화가 강하게 요구되고 있다.

CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등의 촬상 소자의 셀 피치가 극적으로 작아져서, 광학계에는 통상 광학계보다도 광학 수차, 특히 축상(軸上) 색수차를 억제한 높은 결상 성능이 요구된다.

또한, 가격 요구에 대해, 웨이퍼형상으로 다수개의 렌즈를 한번에 만들어 비용을 삭감한다는 기술이 알려져 있다.

이들의 예로서는, 대표적인 것으로 특허 문헌 1에 개시된 기술이 알려져 있다.

여기서 개시되어 있는 것은, 하이브리드(HYBRID) 방식이라고 불린다.

하이브리드 방식에서는, 웨이퍼형상의 유리판에 다수개의 렌즈를 형성하는 것, 또한, 촬상 소자 웨이퍼와 이 렌즈 소자를 웨이퍼 상태로 맞붙이고, 다음에 개편화하여, 동시에 다수개의 카메라 모듈을 제작한다.

상기한 하이브리드 방식의 이점은, 유리 웨이퍼에 IR 컷트 필터나 조리개를 형성할 수 있고, 종래와 같이 이들 별개의 부품이 불필요한 것, 또한, 동시에 다수개의 완성품이 생기기 때문에, 1개당의 조립공수가 적고, 염가로 맞들어지는 것이다.

전자(前者)에서는, 별도부착 IR 컷트 필터가 불필요하기 때문에 렌즈의 백포커스가 짧아도 된다는 이점도 있다. 그 때문에 보다 자유도가 높은 광학 설계가 가능하다.

이들의 기술에 이용하는 광학 설계의 구체예로서는, 예를 들면 특허 문헌 2로 대표되는 것이 알려져 있다.

이 기술에서는, 2군(群) 구성에서 높은 결상 성능이라고 짧은 광학 전체 길이를 충족시키고 있다.

또한, 더욱 특성을 올리기 위해서는, 렌즈 수지를 겹쳐서, 더블릿 구조 등으로 하는 것이 생각된다.

그와 같은 예로서는, 특허 문헌 3에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 특허 문헌 3에는, 1개소 레플리커 렌즈를 덧칠하여 가서, 고(高)NA를 실현하는 것이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : US 2006/0044450A1 특허 문헌 2 : 일본국 특허 제3976781호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 특표2005-517984호 공보

상술한 특허 문헌 3에서는, 철철(凸凸)의 구성밖에 기재되어 있지 않다. 이 구성은, 대물 렌즈나 콜리메이터 렌즈의 경우에는 유용(有用)하다.

그러나, 소정의 어플리케이션인 촬상 광학계는, 철철의 경우, 수차(收差)가 취하여지지 않아서 유용하지가 않다.

또한, 하나의 유리 기판의 편면에 렌즈를 형성하는 예밖에 들어져 있지가 않아서, 구체적인 설계예가 없다.

여기서, 또한, 이들의 설계에서 사용되고 있는 UV 경화 렌즈 수지나 열경화 렌즈 수지는 큰 온도 굴절률 변화 특성을 갖고 있어서, 렌즈 소자 자체가 온도에 의해 포커스가 어긋난다는 문제가 일어나는 것이 알려져 있다.

특히, 3M 픽셀 이상의 카메라에서 UV 경화 수지 재료나 열경화 수지를 렌즈 재료로서 사용할려고 하면, 온도에 의한 포커스의 변화가 실질적인 사용상 문제가 되어, 이것을 해소할 것이 필요하다.

본 발명은, 소형이면서 저비용의 고해상도이며 고내열의 촬상 광학계를 실현하는 것이 가능한 광학 유닛 및 촬상 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1의 관점의 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군중, 적어도 제1 렌즈군과, 제2 렌즈군을 가지며, 상기 제1 렌즈군은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개의 제1 렌즈 엘리먼트와 제2 렌즈 엘리먼트의 접합체와, 투명체와, 제3 렌즈 엘리먼트를 포함하고, 상기 접합체는, 상기 제1 렌즈 엘리먼트와 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있다.

본 발명의 제2의 관점의 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개 이상의 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되고, 또한, 곡면으로 맞겹쳐진, 적어도 1장의 정(正)의 파워의 렌즈 엘리먼트와 1장의 부(負)의 파워의 렌즈 엘리먼트를 가지며, 상기 정의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)가 부의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)보다도, 적어도 0.1×10^-4[1/deg] 작다.

본 발명의 제3의 관점의 촬상 장치는, 촬상 소자와, 촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며, 상기 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군중, 적어도 제1 렌즈군과, 제2 렌즈군을 가지며, 상기 제1 렌즈군은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개의 제1 렌즈 엘리먼트와 제2 렌즈 엘리먼트의 접합체와, 투명체와, 제3 렌즈 엘리먼트를 포함하고, 상기 접합체는, 상기 제1 렌즈 엘리먼트와 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있다.

본 발명의 제4의 관점의 촬상 장치는, 촬상 소자와, 촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며, 상기 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개 이상의 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되고, 또한, 곡면으로 맞겹쳐진, 적어도 1장의 정의 파워의 렌즈 엘리먼트와 1장의 부의 파워의 렌즈 엘리먼트를 가지며, 상기 정의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)가 부의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)보다도, 적어도 0.1×10^-4[1/deg] 작다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼 옵토라고 불리는 더블릿 렌즈를 적용하여 고해상도, 고성능의 촬상 광학계를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 2는 본 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 3은 비교예 1의 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 4는 실시예 1의 촬상 렌즈의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 5는 실시예 1에서, 구면수차, 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도.
도 6은 비교예 1의 촬상 렌즈의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 9는 본 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 10은 비교예 1의 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 11은 실시예 3의 촬상 렌즈의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 12는 실시예 3에서, 구면수차, 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도.
도 13은 비교예 2의 촬상 렌즈의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 제4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 제5의 실시 형태에 관한 웨이퍼 레벨 옵틱스를 개념적으로 도시하는 도면.
도 16은 본 실시 형태에 관한 촬상 렌즈가 채용되는 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 관련짓여서 설명한다.

또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.

1. 제1의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제1의 구성례)

2. 제2의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제2의 구성례)

3. 제3의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제3의 구성례)

4.제4의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제4의 구성례)

5. 제5의 실시 형태(웨이퍼 옵토의 개념)

6. 제6의 실시 형태(촬상 장치의 구성례)

<1. 제1의 실시 형태>

도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관한 광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면이다.

본 제1의 실시 형태의 촬상 렌즈(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 물체측(OBJS)부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제1 렌즈군(110), 제2 렌즈군(120), 및 상면(140)을 갖는다.

이 촬상 렌즈(100)는, 단초점 렌즈로서 형성되어 있다. 그리고, 제1 렌즈군(110) 및 제2 렌즈군(120)에 의해 광학 유닛이 형성된다.

제1 렌즈군(110) 및 제2 렌즈군(120)은, 투명체를 끼우고 배치된 여러의 렌즈 엘리먼트를 포함하는 접합체에 의해 형성되어 있다.

구체적으로는, 제1 렌즈군(110)은, 물체측(OBJS)부터 상면(140)측을 향하여 순번대로 배치된, 제1 렌즈 엘리먼트(111), 제2 렌즈 엘리먼트(112), 제1 투명체(113), 및 제3 렌즈 엘리먼트(114)를 포함하는 접합체에 의해 형성되어 있다.

그리고, 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)는, 더블릿 렌즈(200)를 형성하고 있다.

본 실시 형태에서는, 제1 렌즈군(110)은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 적어도 2개 이상의 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료로 형성된다. 또한, 제1 렌즈군(110)은, 곡면으로 맞겹쳐진, 적어도 1장의 정의 파워의 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 1장의 부의 파워의 제2 렌즈 엘리먼트(112)를 갖는다.

그리고, 제1 렌즈군(110)은, 정의 파워의 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)가 부의 파워의 제2 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)보다도, 적어도 0.1x10^-4[1/deg] 작은 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 제1 렌즈군(110)은, 물체측 제1 렌즈 엘리먼트(111)가 온도 굴절률 변화가 작은 정의 파워의 렌즈로 형성되고, 제2 렌즈 엘리먼트(112)가 온도 굴절률 변화가 보다 큰 부의 파워의 렌즈로 형성된다.

제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)는, 같은 d선 굴절률과 같은 아베수를 갖는다. 여기서, 제1 렌즈 엘리먼트(111)는 철평(凸平)형상이고, 투명체(유리 기판)(112)는, 염가로 제조하기 위해 쇼트사(社)의 BK7 상당의 유리판이 쓰여지고, 제2 렌즈 엘리먼트(113)는 평요(平凹)렌즈가 형성된다.

본 제1의 실시 형태에서, 제1 렌즈 엘리먼트(111) 및 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 아베수는 예를 들면 57.3으로 설정된다.

또한, 조리개는 유리 기판의 물체측에 크롬막 등의 투과가 거의 없는 물질을 미리 붙여서 실현된다.

마찬가지로, IR 컷트 필터도 유리 기판상에 증착에 의해 미리 부착된다.

이들에 의해, 제1 렌즈군(110)중에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다.

제1 렌즈군(110)은, 전체로서는 강한 정의 파워를 가지며, 광학 길이가 짧아지는 것에 크게 기여한다.

제2 렌즈군(120)은, 물체측(OBJS)부터 상면(140)측을 향하여 순번대로 배치된 제4 렌즈 엘리먼트(121), 제2 투명체(122), 및 제5 렌즈 엘리먼트(123)를 포함하고, 이들의 접합체에 의해 형성되어 있다.

제2 렌즈군(120)은, 요평형상의 제4 렌즈 엘리먼트(121)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 평철형상의 제5 렌즈 엘리먼트(123)가 유리판의 반대측에 부착되어 있다.

제4 렌즈 엘리먼트(121)와 제5 렌즈 엘리먼트(123)는, 같은 d 아베수를 갖는다.

본 제1의 실시 형태에서, 제4 렌즈 엘리먼트(121) 및 제5 렌즈 엘리먼트(123)의 아베수는 예를 들면 30으로 설정된다.

제1 렌즈군(110)은 강한 정의 파워를 가지며, 제2 렌즈군(120)은 강한 부의 파워를 가지며, 광로 길이가 짧고, 색수차가 잘 보정된 렌즈 유닛이 된다.

또한, 제3 렌즈 엘리먼트(114)와 제4 렌즈 엘리먼트(121)는 공기를 끼우고 마주 대하여 있고, 양자 오목형상을 하고 있고, 축외(軸外)의 광속(光束)으로 상광선(上光線)과 하광선(下光線)의 공기를 통과하는 길이에 큰 차이가 나옴에 의해 코마수차와 비점수차를 잘 보정하고 있다.

또한, 제5 렌즈 엘리먼트(123)는, 상높이(像高)에 의해 통과하는 길이가 다름에 의해, 상면(像面)을 보정하고 있다. 이들에 의해, 카메라 렌즈로서 양호한 특성을 갖는다.

이와 같이, 제1 렌즈군(110) 및 제2 렌즈군(120)은, 렌즈 엘리먼트와 투명체와의 접합체에 의해 형성되어 있기 때문에, 촬상 렌즈(100)는, 전체로서 렌즈면은, 제1면(SF1), 제2면(SF2), 제3면(SF3), 및 제4면(SF4)을 갖고 있다.

제1면(SF1)은 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측면에 의해 형성되고, 제2면(SF2)은 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 상면측면에 의해 형성된다.

제3면(SF3)은 제4 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측면에 의해 형성되고, 제4면(SF4)은 제5 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측면에 의해 형성된다.

단초점 렌즈인 촬상 렌즈(100)에서, 상면(140)은, CCD 센서나 CMOS 센서 등의 고체 촬상 소자의 촬상면(수상면)이 배치되는 것을 상정하고 있다.

도시하지 않은 커버 유리는, 제4면(SF4)과 상면(140)과의 사이에 배치된다. 제4면(SF4)과 상면(140)과의 사이에는, 수지 또는 유리로 형성된 커버 유리나 적외 컷트 필터나 로우패스 필터 등외, 광학 부재가 배치되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 1에서, 좌측이 물체측(전방)이고, 우측이 상면측(후방)이다.

그리고, 물체측부터 입사한 광속은 상면(140)상에 결상된다.

이하, 본 실시 형태의 촬상 렌즈의 구성과 그 작용에 관해 설명한다.

단초점 렌즈인 본 실시 형태의 촬상 렌즈(10)는, 이하의 조건식 (1) 내지 (7)을 만족하도록 구성되어 있다.

조건식 (1)에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 초재(硝材)의 온도 굴절률 변화의 정수의 범위가 규정되어 있다.

-1.5×10^-4 ≤ dnL1/dt ≤ -0.1×10^-4 (1)

여기서, dnL1/dt는 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수를 나타내고 있다.

조건식 (1)은 이하의 이유로 필요해진다.

온도 굴절률 변화가 커지면 광학 소자 전체의 온도에 의한 디포커스가 커지고, 어떠한 수단을 이용하여도 보정이 잘 듣지 않는 상태가 된다. 따라서 이 하한(下限)이 필요해진다. 상한은, 물성으로 정해진다. 수지 렌즈 재료로 유리와 같은 정도의 온도 굴절률 변화를 실현하는 것은 무리하고, 최대한 생각되는 최선의 값이 본 상한이 된다.

조건식 (2)에서는, 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수의 범위가 규정되어 있다.

-4.0×10^-4 ≤ dnL2/dt ≤ -0.4×10^-4 (2)

여기서, dnL2/dt는 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수를 나타내고 있다.

조건식 (2)는 이하의 이유로 필요해진다.

하한은, 낮을 수록 소자 자체의 온도 디포커스를 보정하는 힘이 강하지만, 수지 렌즈 재료에서, 현재 일반적으로 말하여지고 있는 온도 굴절률 변화의 하한의 값이 본 하한이 된다. 상한은, 이것보다 커지면 온도 디포커스 특성을 보정하는 힘을 갖지 않는다. 이에 의해 본 상한이 된다.

조건식 (3)은, 입사 제1면의 곡률 반경을 규정하고 있다. 여기서, 입사 제1면(RS1)(SL11)은 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측면에 상당한다.

0.1 ≤ RS1 ≤ 100 (3)

여기서, RS1은 입사 제1면의 곡률 반경[㎜]을 나타내고 있다.

조건식 (3)은 이하의 이유로 필요해진다.

하한을 초과하면, 제1 렌즈 엘리먼트의 파워가 너무 강하여 제조상의 편심 공차가 현실적으로 없어진다. 따라서 본 하한이 된다. 상한은, 파워가 있고 온도 디포커스가 있는 것을 지워 없애려고 하는 것이 본 발명이고, 어느 정도 파워가 필요하다. 이에 의해 본 상한이 된다.

조건식 (4)는, 입사 제2면의 곡률 반경을 규정하고 있다. 여기서, 입사 제2면이란 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 상면측면, 환언하면, 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 물체측면(SL12)에 상당한다.

-100 ≤ RS2 ≤ -0.1 (4)

여기서, RS1은 입사 제1면의 곡률 반경[㎜]을 나타내고 있다.

조건식 (4)는 이하의 이유로 필요해진다.

하한을 초과하면, 접합부의 파워가 없어지고, 다른 온도 굴절률 변화가 있는 재료로 전체의 온도 디포커스를 지워 없앨 수가 없게 된다. 따라서 이 하한이 된다. 상한을 초과하면, 양 렌즈의 파워가 너무 강해져 제조상의 편심 공차가 현실적으로 없어진다. 따라서 본 상한이 된다.

조건식 (5)는, 제1 렌즈 엘리먼트의 d선 굴절률과 제2 렌즈 엘리먼트의 d선 굴절률의 절대치차가 규정되어 있다.

0.0 ≤ |nL1-nL2| ≤ 0.1 (5)

여기서, nL1은 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 d선 굴절률을, nL2는 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 d선 굴절률을, 각각 나타내고 있다.

조건식 (5)는 이하의 이유로 필요해진다.

같은 굴절률의 2개의 초재를 사용하는 경우, 하한치가 된다. 값이 커지면, 접합부에서의 반사가 커져서, 고스트·플레어 등이 발생하는 요인이 되고, 바람직하지 않다. 따라서 본 상한이 된다.

조건식 (6)은, 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수가 규정되어 있다.

1.5×10^-4 ≤ dnL3/dt ≤ -0.1×10^-4 (6)

여기서, dnL3/dt는 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수를 나타내고 있다.

조건식 (7)은, 입사 제3면의 곡률 반경을 규정하고 있다. 여기서, 입사 제3면이란 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 물체측면(SL13)에 상당한다.

0.1 ≤ RS3 ≤ 100 (7)

여기서, RS3은 입사 제3면의 곡률 반경[㎜]을 나타내고 있다.

조건식 (7)은 이하의 이유로 필요해진다.

하한을 초과하면, 제3 렌즈 엘리먼트의 파워가 너무 강하여져서 제조상의 편심 공차가 현실적으로 없어진다. 따라서 본 하한이 된다. 상한은, 곡률이 커지면 온도 굴절률 변화가 다른 것을 사용하여도 효과를 얻을 수가 없게 된다. 따라서 본 상한이 된다.

상기의 조건식 (1) 내지 (7)은, 이하에서 취급하는 제1 내지 제4의 실시 형태에 관한 실시예 1, 2, 3, 4에 공통되는 것이고, 필요에 응하여 적절히 채용함으로써, 개개의 촬상 소자 또는 촬상 장치에 적합한 보다 바람직한 결상 성능과 컴팩트한 광학계가 실현된다.

또한, 렌즈의 비구면의 형상은, 물체측부터 상면측을 향하는 방향을 정으로 하고, k를 원추(圓錐) 계수, A, B, C, D를 비구면 계수, r을 중심 곡률 반경으로 하였을 때 다음 식으로 표시된다. y는 광축부터의 광선의 높이, c는 중심 곡률 반경(r)의 역수(1/r)을 각각 나타내고 있다.

단, X는 비구면 정점(頂点)에 대한 접평면(接平面)부터의 거리를, A는 4차(次)의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를, E는 12차의 비구면 계수를, F는 14차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

[수식 1]

도 2는, 본 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

구체적으로는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측면(볼록면)에 제1번(SL11), 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 상면측면과 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제2번(SL12)의 면 번호가 부여되어 있다.

제2 렌즈 엘리먼트(112)의 상면측면과 제1 투명체(제1 유리 기판)(113)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제3번(SG11)의 면 번호가 부여되어 있다.

제1 투명체(제1 유리 기판)(113)의 상면측면과 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제4번(SG1R)의 면 번호가 부여되어 있다. 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 상면측면(오목면)에 제5번(SL1R)의 면 번호가 부여되어 있다.

제4 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측면(오목면)에 제6번(SL21), 제4 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측면과 제2 투명체(제2 유리 기판)(122)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제7번(SG21)의 면 번호가 부여되어 있다.

제2 투명체(제2 유리 기판)(122)의 상면측면과 제5 렌즈 엘리먼트(123)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제8번(SG2R)의 면 번호가 부여되어 있다.

제5 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측면(비구면)에 제9번(SL2R)의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100)에서, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측면(제1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

제1 렌즈 엘리먼트(111)의 상면측면과 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 물체측면과의 경계면(접합면)(2)의 중심 곡률 반경은 R2로 설정된다.

제2 렌즈 엘리먼트(112)의 상면측면과 제1 투명체(제1 유리 기판)(113)의 물체측면과의 경계면(접합면)(3)의 중심 곡률 반경은 R3으로 설정된다.

제1 투명체(제1 유리 기판)(113)의 상면측면과 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 물체측면과의 경계면(접합면)(4)의 중심 곡률 반경은 R4로, 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 상면측면(오목면)(5)의 중심 곡률 반경은 R5로 설정된다.

제4 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측면(오목면)(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로, 제4 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측면과 제2 투명체(제2 유리 기판)(122)의 물체측면과의 경계면(접합면)(7)의 중심 곡률 반경은 R7로 설정된다.

제2 투명체(제2 유리 기판)(122)의 상면측면과 제5 렌즈 엘리먼트(123)의 물체측면과의 경계면(접합면)(8)의 중심 곡률 반경은 R8로 설정된다.

제5 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측면(비구면(10))의 중심 곡률 반경은 R9로 설정된다.

또한, 면(3, 4, 7, 8, 9)의 중심 곡률 반경(R3, R4, R7, R8, R9)은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

제1 투명체(제1 유리 기판)(113)의 두께가 되는 면(3)과 면(4) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d3, 제3 렌즈 엘리먼트(114)의 두께가 되는 면(4)과 면(5) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d4로 설정된다.

제3 렌즈 엘리먼트(114)의 상면측면(5)과 제4 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측면(6) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d5로 설정된다.

제4 렌즈 엘리먼트(121)의 두께가 되는 면(6)과 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6으로, 제2 투명체(제2 유리 기판)(122)의 두께가 되는 면(7)과 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7로 설정된다.

제5 렌즈 엘리먼트(123)의 두께가 되는 면(8)과 면(9) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d8로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈(100)의 구체적인 수치에 의한 실시예 1을 나타낸다. 또한, 실시예 1에서는, 촬상 렌즈(100)의 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)에 대해, 도 2에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

또한 이하에서는, 실시예 1의 비교예 1로서, 도 3에 도시하는 구성을 갖는 촬상 렌즈(100CMP1)의 렌즈 구성 데이터를 나타낸다. 비교예 1의 촬상 렌즈(100CMP1)는 이해를 용이하게 하기 위해 본 제1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100)와 동일 구성 부분은 동일 부호로써 나타내고 있다.

비교예 1의 촬상 렌즈(100CMP1)는, 제1 렌즈군(110CMP1)에서 제2 렌즈 엘리먼트를 갖지 않고 더블릿 구성으로 되어 있지 않다.

[실시예 1]

표 1, 표 2, 표 3, 및 표 4에 실시예 1의 각 수치가 표시되어 있다. 실시예 1의 각 수치는 도 1의 촬상 렌즈(100)에 대응하고 있다.

실시예 1은, 1/5 사이즈, 1.4㎛ 피치의 3메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미저용의 설계예이다.

촬상 렌즈(100)는, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈군(110)과, 제2 렌즈군(120)으로 구성되고, 제1 렌즈군(110)은 다음과 같이 구성된다.

제1 렌즈군(110)은, 비교예 1의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP) 내를 2개로 나누어서 구성되어 있다.

즉, 물체측부터 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)가 맞붙어서 렌즈가 되어 있고, 상온에서는, 2장에 비교예 1의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP)와 같은 작용을 한다.

제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)는 같은 아베수 57.3을 가지며, 또한 같은 d선 굴절률 1.51을 갖는다.

그리고, 제1 렌즈 엘리먼트(111)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제2 렌즈 엘리먼트(112)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -2.0x10^-4[1/deg]를 갖는 것에 의해 구성된다.

이와 같은 구성을 채용함에 의해, 도 4에 도시하는 바와 같이, 온도가 25도에서의 포커스 변동을 거의 0으로 억제할 수 있다.

이와 같이, 다른 온도 굴절률 변화의 재료를 사용하여, 소자 전체의 온도에 의한 특성 변화를 억제한 것이 본 발명의 실시 형태이다.

온도에 의한 디포커스 변화를 적게 하는 원리는 다음과 같다.

단초점 렌즈는 렌즈 전부가 어느 일정한 마이너스의 계수의 온도 굴절률 변화를 갖고 있다고 하면, 온도가 오른다면 플러스측으로 초점 거리가 이동한다.

이것을 억제하기 위해서는, 예를 들면 본 예로 나타내는 바와 같이, 정의 파워의 렌즈를 정의 파워와 부의 파워로 나누고, 부의 파워의 재료를, 정의 파워의 것보다 온도 굴절률 변화가 큰 물질로 구성한다. 이에 의해, 나누지 않은 때보다, 온도 변화에 대한 소자 전체의 디포커스를 억제할 수 있다.

본 예에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)를 같은 상온 굴절률과 상온 아베수의 것으로 구성하였지만, 다른 것으로 구성하여도 좋다.

표 1은, 실시예 1에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 표시하고 있다.

[표 1]

표 2는, 실시예 1에서의 비구면을 포함하는 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제2 렌즈 엘리먼트(114)의 면(5), 제4 렌즈 엘리먼트(121)의 면(6), 및 제5 렌즈 엘리먼트(124)의 면(10)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

표 2에서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

[표 2]

표 3은, 실시예 1에서의 촬상 렌즈(100)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 표시되어 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 2.91[㎜]로, 개구수(F)는 2.8에, 반화각(ω)은 31.4deg로, 렌즈 길이(H)는 3.36[㎜]로 설정되어 있다.

[표 3]

표 4는, 실시예 1에서는, 상기 각 조건식 (1) 내지 (7)을 만족하는 것을 표시한다.

[표 4]

표 4에 표시하는 바와 같이, 실시예 1에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제2 렌즈 엘리먼트(112)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 -2.0×10^-4로 설정되어, 조건식 (2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

입사 제1면의 곡률 반경(RS1)이 0.894로 설정되어, 조건식 (3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

입사 제2면의 곡률 반경(RS2)이 -1.5로 설정되어, 조건식 (4)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제1 렌즈 엘리먼트(111)의 d선 굴절률(nL1)과 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 d선 굴절률(nL2)의 절대치 차이가 0으로 설정되어, 조건식 (5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

또한, 실시예 1에서는, 조건식 (6)과 (7)에 관해서는 특히 규정되어 있지 않다.

도 5는, 실시예 1에서, 구면수차(색수차), 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 5의 (A)가 구면수차(색수차), 도 5의 (B)가 비점수차를, 도 5의 (C)가 왜곡수차를 각각 도시하고 있다.

도 5로 부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 의하면, 구면, 비점, 왜곡의 여러 수차가 양호하게 보정되고, 결상 성능에 우수한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.

그리고, 실시예 1에 의하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 온도가 25도에서의 포커스 변동을 거의 0으로 억제할 수 있다.

[비교예 1]

여기서, 도 3에 도시하는 비교예에 관해 설명한다.

비교예 1은, 1/5 사이즈, 1.4㎛ 피치의 3메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미저용의 설계예이다.

비교예 1은, 비교예 1의 촬상 렌즈(100CMP1)는, 제1 렌즈군(110CMP1)에서 제2 렌즈 엘리먼트를 갖지 않고 더블릿 구성으로 되어 있지 않다.

표 5는, 비교예 1에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 표시하고 있다.

[표 5]

비교예 1에서는, 표 5에 표시하는 렌즈 구성 데이터로서 예시된다. 비구면 데이터는 표 2와 같고, 구성 데이터도 표 3과 같다.

비교예 1의 촬상 렌즈(100CMP1)는, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈군(110)과, 제2 렌즈군(120)으로 구성되고, 제1 렌즈군(110)은 다음과 같이 구성된다.

철평형상이고 아베수 57.3의 제1 렌즈 엘리먼트(111)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 57.3이고 평요형상의 제3 렌즈 엘리먼트(114)가 반대측에 부착되어 있다.

여기서 조리개는, 유리 기판의 물체측에 크롬막 등의 투과가 거의 없는 물질을 미리 붙여서 실현된다.

또한, IR 컷트 필터도 부가된다.

제2 렌즈군(120)은, 요평형상이고 아베수 30의 제4 렌즈 엘리먼트(121)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 30이고 평철형상의 제5 렌즈 엘리먼트(123)가 반대측에 부착되어 있다. 여기서 제1 렌즈군(110CMP1)은 강한 정의 파워를 가지며, 제2 렌즈군(120)은 강한 부의 파워를 가지며, 광로 길이가 짧고, 색수차가 잘 보정된 렌즈 유닛이 된다. 또한, 제3 렌즈 엘리먼트(114)와 제4 렌즈 엘리먼트(121)는 공기를 끼우고 마주 대하여 있고, 양자 오목형상을 하고 있고, 축외의 광속으로 상광선과 하광선의 공기를 통과하는 길이에 큰 차이가 나옴에 의해 코마수차와 비점수차를 잘 보정하고 있다.

또한, 제5 렌즈 엘리먼트(123)는, 상높이에 의해 통과하는 길이가 다름에 의해, 상면을 보정하고 있다. 이들에 의해, 카메라 렌즈로서 양호한 특성을 갖는다.

여기서, 비교예 1은, 상온에서의 특성은 우수하지만, 제1 및 제3 렌즈 엘리먼트(111, 114)의 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제4 및 제5 렌즈 엘리먼트(121, 123)의 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -1.50x10^-4[1/deg]이다.

이들 때문에 소자 전체의 온도 디포커스가, 도 6에 도시하는 바와 같이, 25도 변화에서 20[㎛]의 디포커스 변화를 일으켜서, 실 사양상 문제가 된다.

<2. 제2의 실시 형태>

도 7은, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면이다.

도 7에 도시하는 제2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100A)와 도 1에 도시하는 제1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100)는, 다음의 점이 다르다.

촬상 렌즈(100A)의 제1 렌즈군(110A)은, 제1 렌즈 엘리먼트(111A), 제2 렌즈 엘리먼트(112A), 제3 렌즈 엘리먼트(113A), 제1 투명체(114A), 및 제4 렌즈 엘리먼트(115)를 갖는다.

도 7의 제1 렌즈군(110A)은, 제1 투명체(114A)의 물체측에 2개의 제1 및 제2 렌즈 엘리먼트(111, 112)에 의한 더블릿(200)이 아니고, 3개의 렌즈 엘리먼트의 접합체인 트리플릿(210)에 의해 형성되어 있다.

그리고, 제3 렌즈 엘리먼트(113A)의 제2 렌즈 엘리먼트(112A)의 상면측면과의 접합면에 면 번호 SL13이 부여된다.

트리플릿(210)은, 제1 렌즈 엘리먼트(111A), 제2 렌즈 엘리먼트(112A), 및 제3 렌즈 엘리먼트(113A)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

부호나 명칭이 다를뿐이고, 제1 투명체(114A)는 도 1의 제1 투명체(113)에 대응하고, 제4 렌즈 엘리먼트(115)가 도 1의 제3 렌즈 엘리먼트(114)에 대응하고 있다.

제2 렌즈군(120A)은, 제5 렌즈 엘리먼트(121A), 제2 투명체(122A), 및 제6 렌즈 엘리먼트(123A)를 갖는다.

도 7의 제2 렌즈군(120A)은 기본적으로 도 1의 제2 렌즈군(120)과 같은 구성, 기능을 갖고 있다.

도 7의 제5 렌즈 엘리먼트(121A)가 도 1의 제4 렌즈 엘리먼트(121)에 대응하고, 도 7의 제2 투명체(122A)가 도 1의 제2 투명체(122)에 대응하고, 도 7의 제6 렌즈 엘리먼트(123A)가 도 1의 제5 렌즈 엘리먼트(123)에 대응한다.

이하에, 촬상 렌즈(100A)의 구체적인 수치에 의한 실시예 2를 나타낸다. 또한, 실시예 2에서는, 도 2에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다. 단, 제3 렌즈 엘리먼트(113A)의 제2 렌즈 엘리먼트(112A)의 상면측면과의 접합면에 면 번호 SL13이 부여된다.

[실시예 2]

상기한 바와 같이, 실시예 2에서는, 비교예 1의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP1) 내를 3개의 재료로 나누어서 구성하는 것이다.

물체측부터 제1 렌즈 엘리먼트(111A)와 제2 렌즈 엘리먼트(112A)와 제3 렌즈 엘리먼트(113A)가 맞붙어서 렌즈가 되고, 상온에서는, 3장으로 비교예 1의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP1)와 같은 작용을 한다.

여기서, 제1 렌즈 엘리먼트(111A), 제2 렌즈 엘리먼트(112A), 및 제3 렌즈 엘리먼트(113A) 모두 같은 d선 굴절률과 d 아베수를 갖는다.

제1 렌즈 엘리먼트(111A)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제2 렌즈 엘리먼트(112A)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -1.6x10^-4[1/deg], 제3 렌즈 엘리먼트(113A)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg]를 갖는다.

이와 같은 구성을 채용함에 의해, 비교예 1에서는 25도의 변화에서 20[㎛]의 디포커스가 생기고 있던 것이, 본 실시예 2에서는, 디포커스를 거의 0으로 억제할 수 있다.

이와 같이, 다른 온도 굴절률 변화의 재료를 사용하여, 소자 전체의 온도에 의한 특성 변화를 억제한 것이 본 발명의 제2의 실시 형태이다.

온도에 의한 디포커스 변화를 적게 하는 원리는 실시예 1과 같지만, 3개로 나눔에 의해, 보다 파워가 강한 부의 렌즈를 구성할 수 있다. 실시예 1에서는, 부의 렌즈의 온도 굴절률 변화가 -2.0x10^-4[1/deg]로 캔슬할 수 있었던 것이, -1.6x10^-4[1/deg]로 캔슬할 수 있다.

본 예에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111A)와 제2 렌즈 엘리먼트(112A)와 제3 렌즈 엘리먼트(113A)를 같은 상온 굴절률과 상온 아베수의 것으로 구성하였지만, 다른 것으로 구성하여도 좋다.

표 6은, 실시예 2에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 표시하고 있다.

[표 6]

실시예 2에서는, 표 6에 표시하는 렌즈 구성 데이터로서 예시된다.

비구면 데이터는 표 2와 같고 구성 데이터도 표 3과 같다. 또한, 종수차(縱收差) 특성도 도 5와 같다.

표 7은, 실시예 2에서는, 상기 각 조건식 (1) 내지 (7)을 만족하는 것을 표시한다.

[표 7]

표 7에 표시하는 바와 같이, 실시예 2에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제2 렌즈 엘리먼트(112)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 -1.6×10^-4로 설정되어, 조건식 (2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제1 렌즈 엘리먼트(111)의 d선 굴절률(nL1)과 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 d선 굴절률(nL2)의 절대치차가 0으로 설정되어, 조건식 (5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제3 렌즈 엘리먼트(113A)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL3/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

입사 제3면의 곡률 반경(RS3)이 1.5로 설정되어, 조건식 (7)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

<3. 제3의 실시 형태>

도 8은, 본 발명의 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면이다.

도 8에 도시하는 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100B)와 제1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈와 다른 점은, 다음과 같다.

촬상 렌즈(100B)는, 3군 구성으로서 형성되고, 제1 렌즈군(110B), 제2 렌즈군(120B), 및 제3 렌즈군(130B)을 갖는다.

제1 렌즈군(110B)은, 기본적으로 제1의 실시 형태의 제1 렌즈군(110)과 같은 구성을 갖는다.

제2 렌즈군(120B)이, 제4 렌즈 엘리먼트(121B), 제2 투명체(122B), 제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

마찬가지로, 제3 렌즈군(130B)이 제2 렌즈군과 마찬가지로, 제6 렌즈 엘리먼트(131), 제3 투명체(132), 제7 렌즈 엘리먼트(133)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

촬상 렌즈(100B)에서, 제2 렌즈군(120B) 및 제3 렌즈군(130B)은 다음과 같이 구성된다.

제2 렌즈군(120B)은, 유리 기판을 사용하는 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 형성되고, BK7 상당의 유리 기판의 전후에 예를 들면 아베수 30의 렌즈 엘리먼트가 부착되어 있다.

크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제1 렌즈군(110B)과 제3 렌즈군(130B)이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제2 렌즈군(120B)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

크게 벤딩하지 않기 때문에, AR 코트를 정확하게 시행할 수 있고, 고스트이나 플레어가 나오기 어렵다.

또한, 렌즈의 두께를 얇게 할 수사 있어서, 제조상 만들기 쉬워지고, 메리트가 된다.

제3 렌즈군(130B)도 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 형성되고, 대강 요평형상의 예를 들면 아베수 30.0의 제6 렌즈 엘리먼트(131)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있다. 제3 렌즈군(130B)에서는, 아베수 57.3이고 대강 평철형상의 제7 렌즈 엘리먼트(133)가 반대측에 부착되어 있다.

큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

이 곡률 중심이 조리개 부근에 오기 때문에, 비점수차와 코마수차를 좋게 보정한다.

또한, 형상이 크게 구면 형상으로부터 어긋나지 않기 때문에, 상높이에 의한 입사( NA)에 대한 비점수차의 변화가 적고, 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

또한, 출사측면도 대강 물체측으로 벤딩하여, 상측에 볼록형상을 향하게 한 형상으로 되어 있고, 고스트가 나오기 어려운 구조로 되어 있다.

또한, 외주부에 이르기까지 이미저에의 광선 입사각이 낮게 억제되어, 카메라의 특성으로서 바람직한 성능을 얻을 수 있다.

여기서는 3군 모두 하이브리드(HYBRID) 타입으로 구성하는 것을 예로서 들었지만, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군이 하이브리드(HYBRID) 타입 이외의 것으로 구성되어 있어도 좋다.

예를 들면, 플라스틱 몰드 렌즈나 유리 몰드 렌즈나 열경화나 인젝션 몰드된 내열 수지 렌즈나 웨이퍼형상으로 일체 성형된 렌즈로 구성되어 있어도 좋다.

도 9는, 본 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 물체측면(오목면)에 제6번(SL21), 제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 상면측면과 제2 투명체(제2 유리 기판)(122B)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제7번(SG21)의 면 번호가 부여되어 있다.

제2 투명체(제2 유리 기판)(122B)의 상면측면과 제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제8번(SG2R)의 면 번호가 부여되어 있다.

제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측면(비구면)에 제9번(SL2R)의 면 번호가 부여되어 있다.

제6 렌즈 엘리먼트(131)의 물체측면에 제10번(SL31)의 면 번호, 제6 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측면과 제3 투명체(132)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제11번(SG31)의 면 번호가 부여되어 있다.

제3 투명체(131)의 상면측면과 제7 렌즈 엘리먼트(133)의 물체측면과의 경계면(접합면)에 제12번(SG3R)의 면 번호가 부여되어 있다.

제7 렌즈 엘리먼트(133)의 상면측면에 제13번(SL3R)의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100)에서, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측면(제1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 물체측면(오목면)(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로, 제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 상면측면과 제2 투명체(제2 유리 기판)(122B)의 물체측면과의 경계면(접합면)(7)의 중심 곡률 반경은 R7로 설정된다.

제2 투명체(제2 유리 기판)(122B)의 상면측면과 제5 렌즈 엘리먼트(123)의 물체측면과의 경계면(접합면)(8)의 중심 곡률 반경은 R8로 설정된다.

제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측면(비구면(10))의 중심 곡률 반경은 R9로 설정된다.

제6 렌즈 엘리먼트(131)의 물체측면(10)의 중심 곡률 반경은 R10으로 설정된다.

제6 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측면과 제3 투명체(132)의 물체측면과의 경계면(접합면(1))1의 중심 곡률 반경은 R11로 설정된다.

제3 투명체(132)의 상면측면과 제7 렌즈 엘리먼트(133)의 물체측면과의 경계면(접합면)(13)의 중심 곡률 반경은 R12로 설정된다.

제7 렌즈 엘리먼트(133)의 상면측면(13)의 중심 곡률 반경은 R13으로 설정된다.

또한, 면(3, 4, 7, 8, 11, 12)의 중심 곡률 반경(R3, R4, R7, R8, R11, R12)은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 제2 렌즈 엘리먼트(112)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 두께가 되는 면(6)과 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6으로, 제2 투명체(제2 유리 기판)(122B)의 두께가 되는 면(7)과 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7로 설정된다.

제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 두께가 되는 면(8)과 면(9) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d8로 설정된다.

제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측면(9)과 제6 렌즈 엘리먼트(131)의 물체측면(10) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d9로 설정된다.

제6 렌즈 엘리먼트(131)의 두께가 되는 면(10)과 면(11) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d10으로, 제3 투명체(132)의 두께가 되는 면(11)과 면(12) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d11로 설정된다.

제7 렌즈 엘리먼트(133)의 두께가 되는 면(12)과 면(13) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d12로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈(100B)의 구체적인 수치에 의한 실시예 3을 나타낸다. 또한, 실시예 3에서는, 촬상 렌즈(100B)의 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)에 대해, 도 9에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

또한 이하에서는, 실시예 3의 비교예 2로서, 도 10에 도시하는 구성을 갖는 촬상 렌즈(100CMP2)의 렌즈 구성 데이터를 나타낸다. 비교예 2의 촬상 렌즈(100CMP2)는 이해를 용이하게 하기 위해 본 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100B)와 동일 구성 부분은 동일 부호로써 나타내고 있다.

비교예 2의 촬상 렌즈(100CMP2)는, 제1 렌즈군(110CMP2)에서 제2 렌즈 엘리먼트를 갖지 않고 더블릿 구성으로 되어 있지 않다.

[실시예 3]

표 8, 표 9, 표 10, 및 표 11에 실시예 3의 각 수치가 표시되어 있다. 실시예 3의 각 수치는 도 8의 촬상 렌즈(100B)에 대응하고 있다.

촬상 렌즈(100B)는, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈군(110B)과, 제2 렌즈군(120B)과, 제3 렌즈군(130)으로 구성되고, 제1 렌즈군(110B)은 다음과 같이 구성된다.

제1 렌즈군(110B)은, 비교예 1의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP) 내를 2개로 나누어서 구성되어 있다.

즉, 물체측부터 제1 렌즈 엘리먼트(111)와 제2 렌즈 엘리먼트(112)가 맞붙어서 렌즈가 되어 있고, 상온에서는, 2장에 비교예 2의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP)와 같은 작용을 한다.

그리고, 제1 렌즈 엘리먼트(111)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제2 렌즈 엘리먼트(112)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -1.8x10^-4[1/deg]를 갖는 것에 의해 구성된다.

이와 같은 구성을 채용함에 의해, 도 11에 도시하는 바와 같이, 온도가 25도에서의 포커스 변동을 거의 0으로 억제할 수 있다.

표 8은, 실시예 3에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 표시하고 있다.

[표 8]

표 9는, 실시예 3에서의 비구면을 포함하는 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제2 렌즈 엘리먼트(114)의 면(4), 제4 렌즈 엘리먼트(121B)의 면(5), 제5 렌즈 엘리먼트(123B)의 면(8)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다. 또한, 제6 렌즈 엘리먼트(131)의 면(9), 제7 렌즈 엘리먼트(133)의 면(12)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

[표 9]

표 10은, 실시예 3에 있어서 촬상 렌즈(100B)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 표시되어 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 2.94[㎜]로, 개구수(F)는 2.8로, 반화각(ω)은 31.4deg로, 렌즈 길이(H)는 3.4[㎜]로 설정되어 있다.

[표 10]

표 11은, 실시예 3에서는, 상기 각 조건식 (1) 내지 (7)을 만족하는 것을 표시한다.

[표 11]

표 11에 표시하는 바와 같이, 실시예 3에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제2 렌즈 엘리먼트(112)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 -1.8×10^-4로 설정되어, 조건식 (2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

입사 제1면의 곡률 반경(RS1)이 0.926로 설정되어, 조건식 (3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 12는, 실시예 3에서, 구면수차(색수차), 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 12의 (A)가 구면수차(색수차), 도 12의 (B)가 비점수차를, 도 12의 (C)가 왜곡수차를 각각 도시하고 있다.

도 12로 부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3에 의하면, 구면, 비점, 왜곡의 제수차가 양호하게 보정되고, 결상 성능에 우수한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.

그리고, 실시예 3에 의하면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 온도가 25도에서의 포커스 변동을 거의 0으로 억제할 수 있다.

[비교예 2]

여기서, 도 10에 도시하는 비교예에 관해 설명한다.

비교예 2는, 1/5 사이즈, 1.4㎛ 피치의 3메가픽셀(Mage pixelC) MOS 이미저용의 설계예이다.

비교예 1은, 비교예 1의 촬상 렌즈(100CMP2)는, 제1 렌즈군(110CMP2)에서 제2 렌즈 엘리먼트를 갖지 않고 더블릿 구성으로 되어 있지 않다.

[표 12]

비교예 2에서는, 표 12에 표시하는 렌즈 구성 데이터로서 예시된다. 비구면 데이터는 표 9와 마찬가지로 구성 데이터도 표 10과 같다.

비교예 2의 촬상 렌즈(100CMP2)는, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈군(110B)과, 제2 렌즈군(120B)과, 제3 렌즈군(130)으로 구성되고, 제1 렌즈군(110B)은 다음과 같이 구성된다. 철평형상이고 아베수 57.3의 제1 렌즈 엘리먼트(111)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 57.3이고 평요형상의 제3 렌즈 엘리먼트(114)가 반대측에 부착되어 있다.

또한, IR 컷트 필터도 부가된다.

이들에 의해 제1 렌즈군중에서 비점수차와 코마수차가 보정되고, 또한, 렌즈 유닛 전체의 수차가 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다. 전체로서는 강한 정의 파워를 가지며, 광학 길이가 짧아지는 것에 크게 기여한다.

제2 렌즈군(120) 및 제3 렌즈군(130)은 도 8의 것과 마찬가지이다.

여기서, 상온에서의 특성은 우수하지만, 제1, 제2, 제6 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제3, 제4, 제5 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -1.50x10^-4[1/deg]이다.

이들에 의해 소자 전체의 온도 디포커스가, 도 13에 도시하는 바와 같이, 25도 변화에서 20[㎛]의 포커스 변화를 일으키고, 실 사양상 문제가 된다.

<4.제4의 실시 형태>

도 14는, 본 발명의 제4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성례를 도시하는 도면이다.

도 14에 도시하는 제4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100C)와 도 8에 도시하는 제3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100B)는, 다음의 점이 다르다.

촬상 렌즈(100B)의 제1 렌즈군(110A)은, 제1 렌즈 엘리먼트(111C), 제2 렌즈 엘리먼트(112C), 제3 렌즈 엘리먼트(113C), 제1 투명체(114C), 및 제4 렌즈 엘리먼트(115)를 갖는다.

도 14의 제1 렌즈군(110C)은, 제1 투명체(114C)의 물체측에 2개의 제1 및 제2 렌즈 엘리먼트(111, 112)에 의한 더블릿(200)이 아니고, 3개의 렌즈 엘리먼트의 접합체인 트리플릿(210C)에 의해 형성되어 있다.

그리고, 제3 렌즈 엘리먼트(113C)의 제2 렌즈 엘리먼트(112C)의 상면측면과의 접합면에 면 번호 SL13이 부여된다.

트리플릿(210C)은, 제1 렌즈 엘리먼트(111C), 제2 렌즈 엘리먼트(112C), 및 제3 렌즈 엘리먼트(113C)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

부호나 명칭이 다를뿐이고, 제1 투명체(114C)는 도 8의 제1 투명체(113)에 대응하고, 제4 렌즈 엘리먼트(115)가 도 8의 제3 렌즈 엘리먼트(114)에 대응하고 있다.

제2 렌즈군(120C)은, 제5 렌즈 엘리먼트(121C), 제2 투명체(122C), 및 제6 렌즈 엘리먼트(123C)를 갖는다.

도 14의 제2 렌즈군(120C)은 기본적으로 도 8의 제2 렌즈군(120B)과 같은 구성, 기능을 갖고 있다.

도 14의 제5 렌즈 엘리먼트(121C)가 도 8의 제4 렌즈 엘리먼트(121B)에 대응하고, 도 14의 제2 투명체(122C)가 도 8의 제2 투명체(122)에 대응하고, 도 14의 제6 렌즈 엘리먼트(123C)가 도 8의 제5 렌즈 엘리먼트(123)에 대응한다.

제3 렌즈군(130C)은, 제7 렌즈 엘리먼트(131C), 제3 투명체(132C), 및 제8 렌즈 엘리먼트(133C)를 갖는다.

도 14의 제3 렌즈군(130C)은 기본적으로 도 8의 제3 렌즈군(130B)과 같은 구성, 기능을 갖고 있다.

도 14의 제7 렌즈 엘리먼트(131C)가 도 8의 제6 렌즈 엘리먼트(131B)에 대응하고, 도 14의 제3 투명체(132C)가 도 8의 제3 투명체(132)에 대응하고, 도 13의 제8 렌즈 엘리먼트(133C)가 도 8의 제7 렌즈 엘리먼트(133)에 대응한다.

이하에, 촬상 렌즈(100C)의 구체적인 수치에 의한 실시예 4를 나타낸다. 또한, 실시예 4에서는, 도 9에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다. 단, 제3 렌즈 엘리먼트(113C)의 제2 렌즈 엘리먼트(112C)의 상면측면과의 접합면에 면 번호 SL13이 부여된다.

[실시예 4]

상기한 바와 같이, 실시예 4에서는, 비교예 2의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP2) 내를 3개의 재료로 나누어서 구성하는 것이다.

물체측부터 제1 렌즈 엘리먼트(111C)와 제2 렌즈 엘리먼트(112C)와 제3 렌즈 엘리먼트(113C)가 맞붙어서 렌즈가 되고, 상온에서는, 3장에 비교예 2의 제1 렌즈 엘리먼트(111CMP2)와 같은 작용을 한다.

여기서, 제1 렌즈 엘리먼트(111C), 제2 렌즈 엘리먼트(112C), 및 제3 렌즈 엘리먼트(113C) 모두 같은 d선 굴절률과 d 아베수를 갖는다.

제1 렌즈 엘리먼트(111C)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg], 제2 렌즈 엘리먼트(112C)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -1.8x10^-4[1/deg], 제3 렌즈 엘리먼트(113C)는 온도 굴절률 변화(dn/dt)가 -0.87x10^-4[1/deg]를 갖는다.

이와 같은 구성을 채용함에 의해, 비교예 2에서는 25도의 변화에서 20[㎛]의 디포커스가 생기고 있던 것이, 본 실시예 4에서는, 디포커스를 거의 0으로 억제할 수 있다.

표 13은, 실시예 4에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체)의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 표시하고 있다.

[표 13]

실시예 4에서는, 표 13에 표시하는 렌즈 구성 데이터로서 예시된다.

비구면 데이터는 표 9와 마찬가지로 구성 데이터도 표 10과 같다. 또한, 종수차 특성도 도 10과 같다.

표 14는, 실시예 4에서는, 상기 각 조건식 (1) 내지 (7)을 만족하는 것을 표시한다.

[표 14]

표 14에 표시하는 바와 같이, 실시예 4에서는, 제1 렌즈 엘리먼트(111C)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제2 렌즈 엘리먼트(112C)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 -1.8×10^-4로 설정되어, 조건식 (2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제1 렌즈 엘리먼트(111C)의 d선 굴절률(nL1)과 제2 렌즈 엘리먼트(112C)의 d선 굴절률(nL2)의 절대치차가 0으로 설정되어, 조건식 (5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제3 렌즈 엘리먼트(113C)의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL3/dt)가 -0.87×10^-4로 설정되어, 조건식 (6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

<5. 제5의 실시 형태>

도 15는, 본 발명의 제4의 실시 형태에 관한 웨이퍼 레벨 옵틱스를 개념적으로 도시하는 도면이다.

유리 기판(220)상에 레플리커 렌즈를 상하에 다수개 형성하고, 각각 제1 군(230)(110), 제2 군(240)(120)으로 한다.

다음에, 이 2장의 유리 웨이퍼를 맞붙여서, 다수개의 렌즈를 한번에 제작한다. 여기서 맞붙임을 위해, 스페이서를 끼우거나, 위나 아래에 프로텍터나, 스페이서를 붙이거나 하는 일도 있다.

본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

본 실시 형태의 촬상 렌즈에 의하면, 정의 파워의 렌즈와 부의 파워의 렌즈를 맞겹쳐서 사용하고, 각각의 온도 굴절률 변화 계수가 부의 파워의 렌즈의 쪽에 보다 (절대치가) 큰 계수의 것을 사용한다. 이에 의해, 소자 전체의 온도 디포커스를 적게 할 수 있다.

이 방법을, 하이브리드(HYBRID) 렌즈의 물체측 제1 렌즈 엘리먼트에 적용하여 소자 전체의 온도 디포커스를 지워 없앨 수 있다.

하이브리드(HYBRID) 방식의 이점(利點)은, 유리 웨이퍼에 IR 컷트 필터나 조리개를 형성할 수 있고, 종래와 같이 이들 별개의 부품이 불필요한 것, 또한, 동시에 다수개의 완성품을 만들여ㅓ져서, 1개당의 조립공수가 적고, 염가로 할 수 있는 것이다.

전자(前者)에서는, 별도 부착 IR 컷트 필터가 불필요하기 대문에 렌즈의 백 포커스가 짧아도 된다는 이점도 있다. 그에 의해, 보다 자유도가 높은 광학 설계가 가능하다.

온도 디포커스를 지워 없앰에 의해 이들의 이점을 보다 활용할 수 있게 된다.

FF 모듈에서 문제였던 온도 디포커스가 일어나지 않기 때문에, AF의 FF화를 추진할 수 있다.

바코드 리드의 보증을 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 더블릿 구조나 트리플릿 구조를 채용하기 때문에, 같은 군 구성의 것에서도, 보다 설계 자유도가 올라간다.

하이브리드(HYBRID) 구조로 한하지 않고, 하이브리드(HYBRID) 구조와 다른 방식이 혼재하는 렌즈 소자 등에도 적용할 수 있다.

웨이퍼형상으로 렌즈를 만드는 웨이퍼 옵토라고 불리는 것으로, 대부분의 휴대 전화용의 카메라 모듈의 사양을 만족할 수 있는 것을 만들 수 있고, 이들 기술의 중요성을 높일 수 있다. 이에 의해, 보다 염가로 대량으로 카메라 모듈을 만들 수 있다.

이들에 의해, 소형이며 밝고 결상 특성에 우수한 피사계 심도가 깊은 렌즈 소자를 염가로 만들 수 있다. 특히, 고정 초점 광학계에 최적이고, 액추에이터 없이 넓은 피사계 심도를 갖기 때문에, 휴대 전화, 거챨탑재 등의 높은 신뢰성이 요구되는 상품에도 최적이고, 다양한 분야에서 이용 가능하다.

이상 설명한 바와 같은 특징을 갖는 촬상 렌즈(100, 100A, 100B, 100C)는, CCD나 CMOS 센서 등의 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라, 특히, 휴대 전화 등의 소형 전자 기기에 탑재되는 카메라용 렌즈로서 적용 가능하다.

<6. 제6의 실시 형태>

도 16은, 본 실시 형태에 관한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈가 채용되는 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도이다.

본 촬상 장치(300)는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100, 100A, 100B, 100C) 100D)가 적용되는 광학계(310), 및 CCD나 CMOS 이미지 센서(고체 촬상 소자)가 적용 가능한 촬상 디바이스(320)를 갖는다.

광학계(310)는, 촬상 디바이스(320)의 화소 영역을 포함하는 촬상면에 입사광을 유도하여, 피사체상을 결상한다.

촬상 장치(300)는, 또한, 촬상 디바이스(320)를 구동하는 구동 회로(DRV)(330), 및 촬상 디바이스(320)의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로(PRC)(340)를 갖는다.

구동 회로(330)는, 촬상 디바이스(320) 내의 회로를 구동하는 스타트 펄스나 클록 펄스를 포함하는 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터(도시 생략)를 가지며, 소정의 타이밍 신호로 촬상 디바이스(320)를 구동한다.

또한, 신호 처리 회로(340)는, 촬상 디바이스(320)의 출력 신호에 대해 소정의 신호 처리를 시행한다.

신호 처리 회로(340)에서 처리된 화상 신호는, 예를 들면 메모리 등의 기록 매체에 기록된다. 기록 매체에 기록된 화상 정보는, 프린터 등에 의해 하드 카피된다. 또한, 신호 처리 회로(340)에서 처리된 화상 신호를 액정 디스플레이 등으로 이루어지는 모니터에 동화로서 투영된다.

상술한 바와 같이, 디지털 카메라 등의 촬상 장치에서, 광학계(310)로서, 선술한 촬상 렌즈(100, 100A, 100B, 100C)를 탑재함으로써, 저소비 전력으로, 고정밀한 카메라를 실현할 수 있다.

100, 100A 내지 100D : 촬상 렌즈
110, 110A 내지 110D : 제1 렌즈군
120, 120A 내지 120C : 제2 렌즈군
130 : 제3 렌즈군
300 : 촬상 장치
310 : 광학계
320 : 촬상 디바이스
330 : 구동 회로(DRV)
340 : 신호 처리 회로(PRC)

Claims

물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군중, 적어도 제1 렌즈군과, 제2 렌즈군을 가지며,
상기 제1 렌즈군은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
적어도 2개의 제1 렌즈 엘리먼트와 제2 렌즈 엘리먼트의 접합체와,
투명체와,
제3 렌즈 엘리먼트를 포함하고,
상기 접합체는,
상기 제1 렌즈 엘리먼트와 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제1항에 있어서,
물체측 상기 제1 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 작은 정의 파워의 렌즈에 의해 형성되고, 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 보다 큰 부의 파워의 렌즈에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt) 및 상기 제2 렌즈 엘리먼트의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
-1.5×10^-4 ≤ dnL1/dt ≤ -0.1×10^-4 (1)
-4.0×10^-4 ≤ dnL2/dt ≤ -0.4×10^-4 (2)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 물체측면인 입사 제1면의 곡률 반경(RS1) 및 상기 제2 렌즈 엘리먼트의 물체측면인 입사 제2면의 곡률 반경(RS2)이 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.1 ≤ RS1 ≤ 100 (3)
-100 ≤ RS2 ≤ -0.1 (4)
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 굴절률(nL1)과 제2 렌즈 엘리먼트의 굴절률(nL2])의 절대치차가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.0 ≤ |nL1-nL2| ≤ 0.1 (5)
제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합체는,
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료로 형성되고, 또한, 맞겹쳐진, 제1 렌즈 엘리먼트와 제2 렌즈 엘리먼트와 제3 렌즈 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제6항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 작은 정의 파워의 렌즈에 의해 형성되고, 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 보다 큰 부의 파워의 렌즈에 의해 형성되고, 상기 제3 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 작은 정의 파워의 렌즈에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트와 상기 제3 렌즈 엘리먼트가 동일한 초재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 렌즈 엘리먼트의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL3/dt)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
1.5×10^-4 ≤ dnL3/dt ≤ -0.1×10^-4 (6)
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 렌즈 엘리먼트의 물체측면인 입사 제3면의 곡률 반경(RS3)이 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.1 ≤ RS3 ≤ 100 (7)
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
적어도 2개 이상의 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되고, 또한, 곡면으로 맞겹쳐진, 적어도 1장의 정의 파워의 렌즈 엘리먼트와 1장의 부의 파워의 렌즈 엘리먼트를 가지며,
상기 정의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)가 부의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)보다도, 적어도 0.1×10^-4 [1/deg] 작은 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제11항에 있어서,
물체측 상기 제1 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 작은 정의 파워의 렌즈에 의해 형성되고, 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 온도 굴절률 변화가 보다 큰 부의 파워의 렌즈에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL1/dt) 및 상기 제2 렌즈 엘리먼트의 초재의 온도 굴절률 변화의 정수(dnL2/dt)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
-1.5×10^-4 ≤ dnL1/dt ≤ -0.1×10^-4 (1)
-4.0×10^-4 ≤ dnL2/dt ≤ -0.4×10^-4 (2)
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 물체측면인 입사 제1면의 곡률 반경(RS1) 및 상기 제2 렌즈 엘리먼트의 물체측면인 입사 제2면의 곡률 반경(RS2)이 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.1 ≤ RS1 ≤ 100 (3)
-100 ≤ RS2 ≤ -0.1 (4)
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 엘리먼트의 굴절률(nL1)과 제2 렌즈 엘리먼트의 굴절률(nL2)의 절대치차가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.0 ≤ |nL1-nL2| ≤ 0.1 (5)
촬상 소자와,
촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며,
상기 광학 유닛은,
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군중, 적어도 제1 렌즈군과, 제2 렌즈군을 가지며,
상기 제1 렌즈군은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
적어도 2개의 제1 렌즈 엘리먼트와 제2 렌즈 엘리먼트의 접합체와,
투명체와,
제3 렌즈 엘리먼트를 포함하고,
상기 접합체는,
상기 제1 렌즈 엘리먼트와 상기 제2 렌즈 엘리먼트가 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
촬상 소자와,
촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며,
상기 광학 유닛은,
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
적어도 2개 이상의 다른 온도 굴절률 변화를 갖는 수지 재료에 의해 형성되고, 또한, 곡면으로 맞겹쳐진, 적어도 1장의 정의 파워의 렌즈 엘리먼트와 1장의 부의 파워의 렌즈 엘리먼트를 가지며,
상기 정의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)가 부의 파워의 렌즈 엘리먼트의 온도 굴절률 변화(|dn/dt|)보다도, 적어도 0.1×10^-4[1/deg] 작은 것을 특징으로 하는 촬상 장치.