KR20210018782A - 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 정보 단말기 - Google Patents

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코지 호시
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난창 오-필름 옵티컬-일렉트로닉 테크 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 정보 단말기에 관한 것이다. 본 발명의 촬상 렌즈는 소형화 및 대구경화를 구현하며, 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 구현한다. 촬상 렌즈는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제1렌즈, 비구면 형상인 제2렌즈, 비구면 형상인 제3렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제1렌즈군; 비구면 형상인 제4렌즈, 비구면 형상인 제5렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제2렌즈군; 및 광축 상에서 음의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제6렌즈, 비구면 형상인 제7렌즈(17)를 구비하고 합성 굴절력이 음인 제3렌즈군(103)이 배치되며, 하기 조건식 1 내지 3을 만족한다.
0.51 < TTL/2ih < 0.85 (조건식1)
0.69 < ih/f < 1.03 (조건식2)
0.03＜（T7max-T70）/（T6max-T60）＜0.31 (조건식3)

Description

촬상 렌즈, 촬상 장치 및 정보 단말기{Imaging Lens, Imaging Devie and Information Terminal}
본 발명은 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 정보 단말기에 관한 것이다.
스마트폰 등으로 대표되는 휴대용 정보 단말기의 소형화나, 휴대용 정보 단말기에 탑재된 이미지 센서의 고화소 추세에 따라, 그러한 카메라에 내장된 촬상 렌즈에 대한 소형화 및 대구경화가 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌1은 소형화, F2.5이하의 밝기 및 광화각의 요구에 대응하는 5개 렌즈로 구성된 촬상 렌즈를 기재하고 있다.
또한, 예를 들어, 특허문헌2는 6개 렌즈로 구성된 촬상 렌즈를 기재하고, 광화각을 구현할 뿐만 아니라, 각종 수차를 우수하게 보정할 수 있어 고해상도를 얻는 것을 목적으로 한다.
일본 공개특허공보 제2016-018001호 일본 공개특허공보 제2015-007748호
그러나, 촬상 렌즈의 대구경화는 F1.9이하 또는 더 나아가 F1.7이하의 밝기까지 요구되고 있고, 특허문헌1 또는 특허문헌2 등에 기재된 촬상 렌즈는 대구경화한 경우의 수차 및 결상 성능에 있어서 고성능화를 구현하기에 부족한 상황이다.
따라서, 본 발명은 촬상 렌즈의 소형화와 대구경화를 도모하면서, 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 구현하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 촬상 렌즈는, 물체측에서 상측까지 순서대로,
광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제1렌즈, 비구면 형상인 제2렌즈, 비구면 형상인 제3렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제1렌즈군;
비구면 형상인 제4렌즈, 비구면 형상인 제5렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제2렌즈군; 및
광축 상에서 음의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제6렌즈, 비구면 형상인 제7렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 음인 제3렌즈군이 배치되며, 하기의 조건식1 내지 조건식3을 만족하되,
0.51 < TTL/2ih < 0.85 (조건식1)
0.69 < ih/f < 1.03 (조건식2)
0.03＜（T7max-T70）/（T6max-T60）＜0.31 (조건식3)
여기서, TTL은 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리이고, ih는 상기 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반이고, f는 상기 촬상 렌즈의 유효 초점거리이고, T60은 제6렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T6max는 제6렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이고, T70은 제7렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T7max는 제7렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이다.
또한, "비구면 형상인 렌즈"는 물체측과 상측 중 적어도 하나가 비구면 형상으로 되어 있다는 것을 의미한다. 또한, 제1렌즈군, 제2렌즈군 및 제3렌즈군 각각에 관하여, 각 군에 속하는 렌즈는 물체측에서 상측을 향해 상기의 순서대로 배치되어 있는 것으로 한다.
조건식1에 따르면, 전장과 상 높이의 비율을 최적화 한다. 본 시스템의 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반(ih)은 보다 크며, 큰 이미징 표면은 고화소의 감광성 칩과 매칭될 수 있다. 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반(ih)이 고정되는 조건에서, 상기 식의 상한치를 충족할 경우, 시스템의 광학적 전장을 단축시켜 소형의 렌즈를 구현할 수 있고; 상기 공식의 하한치를 충족할 경우, 전장의 과도한 축소로 인해 조립의 나이도가 증가되지 않도록 한다. 조건식2에 따르면, 유효 초점거리와 상 높이의 비율을 최적화 한다. 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반(ih)이 고정되는 조건에서, 유효 초점거리를 증가할 경우, 먼 거리에 위치한 물체를 선명하게 촬영할 수 있고; 유효 초점거리를 단축할 경우, 시야각을 넓혀 보다 넓은 범위의 공간을 촬영할 수 있다. 조건식3에 따르면, 제6렌즈의 두께 차이와 제7렌즈군의 두께 차이의 비율을 최적화 한다. 제6렌즈 및 제7렌즈의 중심 두께와 광학적 유효 변두리 두께사이의 적합한 조합을 통해, 렌즈 성형 난이도를 감소하는데 유리하고, 생산에 용이하며, 수차 보정에 유리하다.
이러한 촬상 렌즈는 대구경화된 경우에도 광학적 전장이 억제되어 수차 및 결상 성능에 있어서 고성능화가 구현된다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족할 수 있다.
0.03＜fG1/fG2＜33.3
여기서, fG1은 제1렌즈군의 유효 초점거리이고, fG2는 제2렌즈군의 유효 초점거리이다.
상기 조건식에 따르면, 제1렌즈군 및 제2렌즈군의 유효 초점거리사이의 비율을 최적화 한다. 제1렌즈군 및 제2렌즈군은 모두 양의 굴절력을 제공하며, 제1렌즈군의 유효 초점거리 및 제2렌즈군의 유효 초점거리의 적합한 조합을 통해, 광학적 시스템의 양의 굴절력이 균일하게 분포되도록 하여, 광학적 시스템의 기능이 안정되고, 수차 보정에 유리하다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜fG3/fL7＜0.95
여기서, fG3은 제3렌즈군의 유효 초점거리이고, fL7은 제7렌즈의 유효 초점거리이다.
상기 조건식에 따르면, 제3렌즈군의 유효 초점거리 및 제7렌즈의 유효 초점거리의 비율을 최적화 한다. 제3렌즈군 및 제7렌즈의 유효 초점거리사이의 적합한 조합을 통해, 제7렌즈가 제3렌즈군 중에서 적합한 굴절력을 보유하며, 이로써 감광칩과 보다 유연하게 매칭될 수 있도록 한다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜（DB2_3-DL6_7）/ih＜0.34
여기서, DB2_3은 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 광축 상의 간격이고, DL6_7은 제6렌즈와 제7렌즈 사이의 광축 상의 간격이다.
상기 조건식에 따르면, 제6렌즈와 제7렌즈사이의 간격 및 제2렌즈군과 제3렌즈군사이의 간격의 비율을 최적화 한다. 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반(ih)이 고정되는 조건에서, 상기 두개 간격을 적합하게 조합하여 렌즈사이의 간격이 지나치게 커지지 않도록 하여, 시스템 전장을 감소하며, 소형화 구현에 유리하며; 렌즈사이의 간격이 지나치게 작아지지 않도록 하여, 공차 감도를 증가시키며, 조립에 유리하도록 한다.
상술한 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 갖거나, 또는 상기 제2렌즈는 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 상기 제3렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 가질 수 있다. 음의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈를 설정하여 양의 구면 수차 및 양의 색수차를 갖도록 하며, 이로써 양의 굴절력을 갖는 제 1 렌즈에 의해 발생한 음의 구면수차 및 음의 색수차를 보정할 수 있고; 양의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈 및 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈를 설정하여 서로 반대되는 수차를 상쇄시킴으로써 수차 보정을 할 수 있다.
또한, 상술한 촬상 렌즈에 있어서, 포커싱 과정에서 상기 제3렌즈군 내의 렌즈 간격이 변화하는 것이 바람직하다. 특히, 제7렌즈를 제외한 렌즈가 일체로 이동하는 구성이면, 포커싱 구성이 간소화되는 동시에 포커싱에 의한 렌즈의 이동 거리가 단축된다. 또한, 제3렌즈군의 렌즈 간격의 변화는 광학적 시스템의 초점 변화를 유발하고, 이로써 포커싱을 통해 상이 보다 선명해지게 한다.
또한, 상술한 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제7렌즈는 렌즈 재료에 따라 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하거나, 상기 제7렌즈는 물체측 면 및 상측 면 중 하나가 모든 렌즈면 중 곡률이 최소인 곡률면이고, 상기 제7렌즈는 상기 최소 곡률면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비한다. 또한, 최소 곡률면은 곡률이 별도로 최소인 것에 한정되지 않고, 공동으로 최소인 경우를 포함한다. 제7렌즈는 적외선 대역의 빛이 통과하는 것을 방지하고, 이미징에 참여하는 빛이 가시광선임을 보장하며, 이미지 색상 변화를 방지할 수 있다. 최소 곡률 표면의 축에 근접된 위치에서의 만곡정도가 보다 크며, 빛을 더 잘 편향시킬 수 있고; 적외선 대역의 빛을 차단하여 이미징에 참여하는 빛이 가시광선임을 보장하여 이미지 색상 변화를 방지한다.
제7렌즈가 적외선 차단층을 통해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우, 제조에 용이하고 적외선 차단층을 자유롭게 선택하는 등 면에서 우수하다.
또한, 상술한 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제7렌즈는 유리로 이루어진 기판부와 수지로 이루어진 비구면 렌즈부가 복합 구성된 복합 렌즈인 것이 바람직하다.
제7렌즈가 이러한 복합 렌즈일 경우, 기판부와 비구면 렌즈부를 통해 렌즈의 강도를 유지하는 기능 및 필터 등으로서의 기능, 및 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 도모하는 보정 광학 시스템의 기능을 수행할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 촬상 장치는, 상술한 어느 하나의 촬상 렌즈; 및 상기 촬상 렌즈에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비한다. 이러한 촬상 장치는 촬상 렌즈가 대구경화된 경우에도 광학적 전장이 억제되어 수차 및 결상 성능에 있어서 고성능화를 구현하므로, 소형화 및 고화소를 구현할 수 있다. 또한, 상기 촬상 장치는 광화각, 소형화, 큰 결상면, 고화소, 용이한 몰딩 및 우수한 수차 보정의 특성을 갖는다.
상기 과제를 해결하기 위한 정보 단말기는, 상술한 어느 하나의 촬상 렌즈; 상기 촬상 렌즈에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자; 및 상기 촬상 소자에서 획득한 전기 신호를 처리하는 처리 소자를 구비한다. 이와 같은 정보 단말기는 소형화 및 고화소를 구현한다.
본 발명의 촬상 렌즈 및 촬상 장치는, 소형화와 대구경화를 도모하면서, 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 구현할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 2는 제1 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 4는 제2 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 6은 제3 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 8은 제4 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 9는 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 10은 제5 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 11은 제6 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 12는 제6 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 13은 제7 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 14는 제7 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 15는 제8 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구성을 제시하는 도면이다.
도 16은 제8 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 각종 수차를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 정보 단말기의 일 실시예에 해당되는 스마트폰을 제시하는 블록 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 설명한다.
[촬상 렌즈의 구성]
본 발명의 촬상 렌즈는, 물체측에서 상측까지 순서대로,
광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제1렌즈, 비구면 형상인 제2렌즈, 비구면 형상인 제3렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제1렌즈군;
비구면 형상인 제4렌즈, 비구면 형상인 제5렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제2렌즈군; 및
광축 상에서 음의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제6렌즈, 비구면 형상인 제7렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 음인 제3렌즈군이 배치되어 있다.
즉, 본 발명의 촬상 렌즈는, 7개 렌즈 구성에서 적어도 제1렌즈가 양이고, 적어도 제6렌즈가 음인 구성으로 형성된다.
또한, 본 발명의 촬상 렌즈는 하기의 조건식1 내지 조건식3을 만족한다.
0.51 < TTL/2ih < 0.85 (조건식1)
0.69 < ih/f < 1.03 (조건식2)
0.03＜（T7max-T70）/（T6max-T60）＜0.31 (조건식3)
여기서, TTL은 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리이고, ih는 상기 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반이고, f는 상기 촬상 렌즈의 유효 초점거리이고, T60은 제6렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T6max는 제6렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이고, T70은 제7렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T7max는 제7렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식4를 추가로 만족할 수 있다.
0.03＜fG1/fG2＜33.3 (조건식4)
여기서, fG1은 제1렌즈군의 유효 초점거리이고, fG2는 제2렌즈군의 유효 초점거리이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식5를 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜fG3/fL7＜0.95(조건식5)
여기서, fG3은 제3렌즈군의 유효 초점거리이고, fL7은 제7렌즈의 유효 초점거리이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식6을 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜（DB2_3-DL6_7）/ih＜0.34(조건식6)
여기서, DB2_3은 제2렌즈군과 제3렌즈군의 광축 상의 간격이고, DL6_7은 제6렌즈와 제7렌즈의 광축 상의 간격이다.
조건식1은 상 높이에 대한 전장에 관한 것이다. 전장이 하한치 이하로 짧아지면, 본 발명이 목적하고자 하는 대구경화에서의 양호한 수차 보정가 어렵게 된다. 조건식1에서 바람직하게는 하한을 0.57로 하거나, 더 바람직하게는 하한을 0.64로 하도록 한다. 조건식1에서 상한을 초과하면 전장이 길어져 본 발명이 목적하고자 하는 소형화를 구현할 수 없게 된다. 조건식1에서 바람직하게는 상한을 0.79로 하면 소형화에 보다 유리하고, 더 바람직하게는 상한을 0.74로 설정할 수 있다.
조건식2는 유효 초점거리와 상 높이에 관한 것이다. 하한을 초과하면 상 높이에 대한 유효 초점거리가 작아져서 본 발명이 목적하고자 하는 광화각을 구현할 수 없게 된다. 조건식2에서 바람직하게는 하한을 0.74로 하면 보다 큰 광화각을 구현한다. 조건식2에서 더 바람직하게는 하한을 0.79로 한다. 조건식2에서 상한을 초과하면 오히려 과한 광화각으로 인해 본 발명이 목적하고자 하는 양호한 수차 보정에 의해 고성능을 구현할 수 없다. 조건식2에서 바람직하게는 상한을 0.96으로 하거나, 더 바람직하게는 상한을 0.89로 한다.
조건식3은 제6렌즈의 두께 차와 제7렌즈군의 두께 차에 관한 것이다. 제7렌즈의 두께 차이가 하한치 이하로 작아지면, 제7렌즈의 수차 보정 작용이 작아지며, 이로써 렌즈의 전체적인 상면 만곡과 왜곡 수차를 양호하게 보정하는 것이 어렵게 된다. 조건식3에서, 제6렌즈의 두께 차이가 상한치 이상으로 작아지면, 제6렌즈의 수차 보정 작용이 작아지며, 이로써 렌즈의 전체적인 상 면 만곡과 왜곡 수차를 양호하게 보정하는 것이 어렵게 된다. 조건식3에서 바람직하게는 상한을 0.21로 설정하면 된다.
조건식4는 제1렌즈군과 제2렌즈군의 유효 초점거리의 비에 관한 것이다. 하한을 초과하면 제2렌즈군의 양의 굴절력의 약화로 인해, 제1렌즈군과 함께 양의 굴절력을 분담하여 구면 수차 및 코마 수차를 보정할 수 없다. 조건식4에서, 바람직하게는 하한을 0.09, 더 바람직하게는 하한을 0.27로 설정할 수 있다. 조건식4에서, 상한을 초과하면 제1렌즈군의 양의 굴절력의 약화로 인해, 제2렌즈군과 함께 양의 굴절력을 분담하여 구면 수차 및 코마 수차를 보정할 수 없다. 조건식4에서 바람직하게는 상한을 11.1로 설정하거나, 더 바람직하게는 상한을 3.7로 설정할 수 있다.
조건식5는 제3렌즈군의 유효 초점거리와 제7렌즈의 초점거리의 비율에 관한 것이다. 하한을 초과하면 제7렌즈는 양의 굴절력이 강한 렌즈가 되어 전장 단축이 어렵게 된다. 조건식5에서 바람직하게는 하한을 0.00으로 설정하면, 제7렌즈의 양의 굴절력이 사라져 전장의 단축에 유리하다. 조건식5에서 더 바람직하게는 하한을 0.08로 설정하면, 제7렌즈는 음의 굴절력을 가지게 되어 전장의 단축에 유리하다. 조건식5에서 상한을 초과하면 제7렌즈의 음의 굴절력의 증대로 인해, 제7렌즈가 충분한 두께를 갖지 못할 경우 제7렌즈를 구성하지 못하여 전장을 단축하는 것이 어려워지며, 제7렌즈 바로 앞의 에어 갭 변화에 따른 수차 변화가 증가하여 바람직하지 않다. 조건식5에서 바람직하게는 상한을 0.73으로 설정하거나, 더 바람직하게는 상한을 0.56으로 설정할 수 있다.
조건식6은 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격 및 제6렌즈와 제7렌즈의 간격에 관한 것이다. 하한을 초과하면 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈군과 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈군의 간격이 축소되어 전장의 단축이 어렵게 된다. 조건식6에서 바람직하게는 하한을 -0.06, 더 바람직하게는 하한을 -0.01로 설정하면 전장의 단축에 유리하다. 조건식6에서 상한을 초과하면 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 너무 커져 전장의 단축이 어렵게 된다. 조건식6에서 더 바람직하게는 상한을 0.27로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈는, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 갖거나, 또는 상기 제2렌즈는 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 상기 제3렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 가질수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈는, 포커싱 과정에서 상기 제3렌즈군 내의 렌즈 간격이 변화하는 것이 바람직하다. 특히, 제7렌즈를 제외한 렌즈가 일체로 이동하는 구성이면, 포커싱 구성이 간소화되는 동시에, 포커싱에 의한 렌즈의 이동 거리가 단축된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈는, 상기 제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것이 바람직하다.
통상의 촬상 장치에서, 촬상 렌즈와 결상면 사이에 적외선 차단 필터가 배치된다. 따라서, 통상의 촬상 렌즈에서, 보다 긴 백 포커스를 필요로 하기에, 촬상 렌즈의 소형화에 불리하다. 한편, 제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 촬상 렌즈에서는, 보다 짧은 백 포커스를 갖는 디자인이 가능하여, 소형화를 구현할 수 있게 된다.
제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우, 제7렌즈는 렌즈 재료에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖거나, 또는 기타 다른 렌즈 면에 대비 시 곡률이 최소인 최소 곡률면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 가질수 있다.
제7렌즈가 렌즈 재질에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 광축과 수직되는 방향에서 적외선 차단 기능의 균일성이 높다. 또한, 제7렌즈가 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 제조의 용이성 및 적외선 차단층의 선택이 자유로운 점 등에서 우수하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈는, 상기 제7렌즈는 유리로 이루어진 기판부와 수지로 이루어진 비구면 렌즈부가 복합 구성된 복합 렌즈인 것이 바람직하다. 제7렌즈가 이러한 복합 렌즈일 경우, 기판부와 비구면 렌즈부를 통해 렌즈의 강도를 유지하는 기능 및 필터 등으로서의 기능, 및 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 도모하는 보정 광학 시스템의 기능을 수행할 수 있다.
적외선 차단 필터의 광 투과 특성으로는, 380nm 내지 430nm 파장 영역 중 임의의 파장에서의 투과율이 반값(50%)이며, 500nm 내지 600nm 파장 영역에 걸쳐서 투과율이 80%이상이며, 730nm 내지 800nm 파장 영역에 걸쳐서 투과율이 10%이하인 것이 바람직하다.
상기 적외선 차단 기능은, 구체적으로 블루 유리, 잉크, 진공 증착에 의한 다층막 등 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
[촬상 렌즈의 데이터 실시예]
이하, 본 발명의 촬상 렌즈의 구체적인 실시형태에 구체적인 데이터를 적용한 데이터 실시예에 대해, 도면과 표를 참조하여 설명한다.
또한, 이하의 각 표와 설명에서 제시한 부호의 의미는 하기에 제시한 바와 같다.
"Sn"은 촬상 렌즈를 구성한 각 렌즈면 및 개구면의 물체측에서 상측까지 순차적으로 분배된 면의 번호를 나타내고, "R"은 각 면의 곡률 반경을 나타내고, "D"는 각 면과 그다음 면 사이의 광축 상의 면 간격(렌즈의 중심 두께 또는 에어 갭)을 나타내고, "nd"는 렌즈 등의 d선(λ=587.6nm)에서의 굴절률을 나타내고, "νd"는 렌즈 등의 d선에서의 아베수를 나타낸다. "곡률 반경 R"에 있어서, "INFINITY"는 해당 면이 평면임을 나타낸다. "광학요소"에 있어서, "L1R1", L1R2”, "L2R1", L2R2”, …은 각각 제1렌즈의 제1면, 제1렌즈의 제2면, 제2렌즈의 제1면, 제2렌즈의 제2면, …을 나타낸다.
"K"는 원추 상수(Conic Constant)를 표시하고, "A3", "A4", "A5", …, "A18"는 각각 3차, 4차, 5차, …, 18차의 비구면 계수를 표시한다.
또한, 이하의 원추 상수 및 비구면 계수를 나타낸 각 표에서, 데이터의 형태는 10의 지수 형태로 사용된다. 예를 들면, "0.12E-05"는 "0.12Х(10의 -5제곱)"임을 표시하고, "9.87E+03"은 "9.87Х(10의 3제곱)"임을 표시한다.
각 실시예에서 사용된 촬상 렌즈에는, 비구면 형상으로 형성된 렌즈면을 갖는 렌즈가 있다. 렌즈면의 중심점(렌즈의 정점)을 원점으로 하고, 광축과 평행되는 방향에서의 거리를 "z"라고 하고, 광축과 수직된 방향에서의 거리를 "r"이라고 한다. 또한, 렌즈 정점의 근축 곡률은 "c"라고 하고, 원추 상수를 "k"라고 하며, 3차, 4차, 5차, …, 18차 비구면 계수는 각각 "A3", "A4", "A5", …, "A18"이라고 하면, 비구면 형상은 다음과 같은 수학식1에 의해 정의된다.
(수학식1)
Figure pat00001
<제1 실시예>
도1은 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(11); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(12); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(13); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(14); 양의 굴절력을 갖는 제5렌즈(15); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(16); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 위치에 변곡점을 갖는 제7렌즈(17)이 배치된 구성이다. 이하의 각 실시예에 대한 설명에서, 각 렌즈의 물체측(도면의 좌측) 면은 "전면"이라 칭하고, 각 렌즈의 상측(도면의 우측) 면은 "후면"이라 칭하는 경우가 있다.
제1렌즈(11)에서 제3렌즈(13)까지가 제1렌즈군(101)을 구성하고, 제4렌즈(14)와 제5렌즈(15)가 제2렌즈군(102)를 구성하고, 제6렌즈(16)과 제7렌즈(17)가 제3렌즈군(103)을 구성한다.
제1렌즈(11)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(1)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면이 배치되어 있다.
제1 실시예에 따른 제7렌즈(17)은 유리기판(171) 및 수지로 이루어진 렌즈부(172)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(172)는 유리기판(171)에 비해 상측에 위치하고, 유리기판(171)의 전면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(173)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(173)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)에 구체적인 데이터를 적용한 제1 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표1에 나타낸다.
Figure pat00002
촬상 렌즈(1)에서, 제1렌즈(11) 내지 제7렌즈(17)의 렌즈부(172)에 이르는 15개의 렌즈면(제2면 내지 제16면)에서, 유리기판(171)의 양면(제14면 및 제15면)을 제외한 모든 면은 비구면으로 형성되어 있다.
제1 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표2 및 표3에 제시한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(101) 내지 제3렌즈군(103) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(17)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(102)와 제3렌즈군(103) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(16)와 제7렌즈(17) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(16) 및 제7렌즈(17) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(16) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00005
표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 ih/f=0.84 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 fG1/fG2=1.31 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.25 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.05 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표4에 따르면, 제1 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.08 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도2는 제1 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도2에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제1 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제2 실시예>
도3은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(21); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(22); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(23); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(24); 양의 굴절력을 갖는 제5렌즈(25); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(26); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(27)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(21)에서 제3렌즈(23)까지가 제1렌즈군(201)을 구성하고, 제4렌즈(24)와 제5렌즈(25)가 제2렌즈군(202)를 구성하고, 제6렌즈(26)과 제7렌즈(27)가 제3렌즈군(203)을 구성한다.
제1렌즈(21)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(2)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제2 실시예에 따른 제7렌즈(27)은 유리기판(271) 및 수지로 이루어진 렌즈부(272)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(272)는 유리기판(271)에 비해 상측에 위치하고, 유리기판(271)의 전면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(273)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(273)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)에 구체적인 데이터를 적용한 제2 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표5에 나타낸다.
Figure pat00006
촬상 렌즈(2)에서, 제1렌즈(21) 내지 제7렌즈(27)의 렌즈부(272)에 이르는 15개의 렌즈면(제2면 내지 제16면)에서, 유리기판(271)의 양면(제14면 및 제15면)을 제외한 모든 면은 비구면으로 형성된다.
제2 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표6 및 표7에 제시한다.
Figure pat00007
Figure pat00008
표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(201) 내지 제3렌즈군(203) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(27)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(202)와 제3렌즈군(203) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(26)와 제7렌즈(27) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(26) 및 제7렌즈(27) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(16) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00009
표8에 따르면, 제2데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.70 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에서 ih/f=0.84 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에서 fG1/fG2=1.08 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.29 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.05 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표8에 따르면, 제2 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.05 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도4는 제2 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도4에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제2 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제3 실시예>
도5는 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(31); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(32); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(33); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(34); 양의 굴절력을 갖는 제5렌즈(35); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(36); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(37)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(31)에서 제3렌즈(33)까지가 제1렌즈군(301)을 구성하고, 제4렌즈(34)와 제5렌즈(35)가 제2렌즈군(302)를 구성하고, 제6렌즈(36)과 제7렌즈(37)가 제3렌즈군(303)을 구성한다.
제1렌즈(31)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(3)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면이 배치되어 있다.
제3 실시예에 따른 제7렌즈(37)은 유리기판(371) 및 수지로 이루어진 렌즈부(372)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(372)는 유리기판(371)에 비해 상측에 위치하고, 유리기판(371)의 전면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(373)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(373)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)에 구체적인 데이터를 적용한 제3 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표9에 나타낸다.
Figure pat00010
촬상 렌즈(3)에서, 제1렌즈(31) 내지 제7렌즈(37)의 렌즈부(372)에 이르는 15개의 렌즈면(제2면 내지 제16면)에서, 유리기판(371)의 양면(제14면 및 제15면)을 제외한 모든 면은 비구면으로 형성되어 있다.
제3 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표10 및 표11에 제시한다.
Figure pat00011
Figure pat00012
표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(301) 내지 제3렌즈군(303) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(37)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(302)와 제3렌즈군(303) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(36)와 제7렌즈(37)사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(36) 및 제7렌즈(37) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(16) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00013
표12에 따르면, 제3데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에서 ih/f=0.84 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에서 fG1/fG2=1.35 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.17 이므로, 상기 조건식4를 만족한다. 또한, 표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.07 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표12에 따르면, 제3 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.10 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도6은 제3 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도6에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제3 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제4 실시예>
도7은 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(41); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(42); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(43); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(44); 양의 굴절력을 갖는 제5렌즈(45); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(46); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(47)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(41)에서 제3렌즈(43)까지가 제1렌즈군(401)을 구성하고, 제4렌즈(44)와 제5렌즈(45)가 제2렌즈군(402)를 구성하고, 제6렌즈(46)과 제7렌즈(47)가 제3렌즈군(403)을 구성한다.
제1렌즈(41)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(4)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제4 실시예에 따른 제7렌즈(47)은 유리기판(471) 및 수지로 이루어진 렌즈부(472)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(472)는 유리기판(471)에 비해 물체측에 위치하고, 유리기판(471)의 후면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(473)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(473)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)에 구체적인 데이터를 적용한 제4 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표13에 나타낸다.
Figure pat00014
촬상 렌즈(4)에서, 제1렌즈(41) 내지 제7렌즈(47)의 렌즈부(472)에 이르는 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)은 비구면으로 형성되어 있다.
제4 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표14 및 표15에 제시한다.
Figure pat00015
Figure pat00016
표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(401) 내지 제3렌즈군(403) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(47)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(402)와 제3렌즈군(403) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(46)와 제7렌즈(47) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(46) 및 제7렌즈(47) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(16) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00017
표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 ih/f=0.84 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 fG1/fG2=1.32 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.19 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.04 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표16에 따르면, 제4 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.08 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도8은 제4 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도8에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제4 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제5 실시예>
도9는 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(51); 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈(52); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(53); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(54); 렌즈의 중앙에서 양의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제5렌즈(55); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(56); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(57)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(51)에서 제3렌즈(53)까지가 제1렌즈군(501)을 구성하고, 제4렌즈(54)와 제5렌즈(55)가 제2렌즈군(502)를 구성하고, 제6렌즈(56)과 제7렌즈(57)가 제3렌즈군(503)을 구성한다.
제1렌즈(51)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(5)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제5 실시예에 따른 제7렌즈(57)은 유리기판(571) 및 수지로 이루어진 렌즈부(572)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(572)는 유리기판(571)에 비해 상측에 위치하고, 유리기판(571)의 전면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(573)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(573)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)에 구체적인 데이터를 적용한 제5 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표17에 나타낸다.
Figure pat00018
촬상 렌즈(5)에서, 제1렌즈(51) 내지 제6렌즈(56)의 렌즈부(563)에 이르는 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)에서, 유리기판(561)의 양면(제12면 및 제13면)을 제외한 모든 면은 비구면으로 형성되어 있다.
제5 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표18 및 표19에 제시한다.
Figure pat00019
Figure pat00020
표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(501) 내지 제3렌즈군(503) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(57)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(502)와 제3렌즈군(503) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(56)와 제7렌즈(57) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(56) 및 제7렌즈(57) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(20) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께인 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00021
표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 ih/f=0.85 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 fG1/fG2=0.87 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.30 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.21 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표20에 따르면, 제5 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.07 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도10은 제5 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도10에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제5 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제6 실시예>
도11은 제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(61); 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈(62); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(63); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(64); 렌즈의 중앙에서 양의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제5렌즈(65); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(66); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(67)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(61)에서 제3렌즈(63)까지가 제1렌즈군(601)을 구성하고, 제4렌즈(64)와 제5렌즈(65)가 제2렌즈군(602)를 구성하고, 제6렌즈(66)과 제7렌즈(67)가 제3렌즈군(603)을 구성한다.
제1렌즈(61)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(6)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제6 실시예에 따른 제7렌즈(67)은 유리기판(671) 및 수지로 이루어진 렌즈부(672)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(672)는 유리기판(671)에 비해 상측에 위치하고, 유리기판(671)의 전면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(673)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(673)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)에 구체적인 데이터를 적용한 제6 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표21에 나타낸다.
Figure pat00022
촬상 렌즈(6)에서, 제1렌즈(61) 내지 제6렌즈(66)의 렌즈부(663)에 이르는 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)에서, 유리기판(661)의 양면(제12면 및 제13면)을 제외한 모든 면은 비구면으로 형성되어 있다.
제6 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표22 및 표23에 제시한다.
Figure pat00023
Figure pat00024
표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(601) 내지 제3렌즈군(603) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(67)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(602)와 제3렌즈군(603) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(66)와 제7렌즈(67) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(66) 및 제7렌즈(67) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(24) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께인 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00025
표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 ih/f=0.86 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 fG1/fG2=0.91 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.18 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.21 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표24에 따르면, 제6 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.06 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도12는 제6 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도12에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제6 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제7 실시예>
도13은 제7 실시예에 따른 촬상 렌즈(7)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제7 실시예에 따른 촬상 렌즈(7)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(71); 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈(72); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(73); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(74); 렌즈의 중앙에서 양의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제5렌즈(75); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(76); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(77)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(71)에서 제3렌즈(73)까지가 제1렌즈군(701)을 구성하고, 제4렌즈(74)와 제5렌즈(75)가 제2렌즈군(702)를 구성하고, 제6렌즈(76)과 제7렌즈(77)가 제3렌즈군(703)을 구성한다.
제1렌즈(71)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(7)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제7 실시예에 따른 제7렌즈(77)은 유리기판(771) 및 수지로 이루어진 렌즈부(772)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(772)는 유리기판(771)에 비해 물체측에 위치하고, 유리기판(771)의 후면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(773)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(773)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다.
제7 실시예에 따른 촬상 렌즈(7)에 구체적인 데이터를 적용한 제7 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표25에 나타낸다.
Figure pat00026
촬상 렌즈(7)에서, 제1렌즈(71) 내지 제7렌즈(76)의 렌즈부(762)에 이르는 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)은 비구면으로 형성되어 있다.
제7 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표26 및 표27에 제시한다.
Figure pat00027
Figure pat00028
표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(7)의 전체 시스템 초점거리 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(701) 내지 제3렌즈군(703) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(77)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(702)와 제3렌즈군(703) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(76)와 제7렌즈(77) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(76) 및 제7렌즈(77) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(28) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께인 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00029
표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 ih/f=0.85 이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 fG1/fG2=0.82 이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.39 이므로, 상기 조건식4을 만족한다. 또한, 표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.17 이므로, 상기 조건식5를 만족한다. 또한, 표28에 따르면, 제7 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.06 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도14는 제7 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도14에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제7 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
<제8 실시예>
도15는 제8 실시예에 따른 촬상 렌즈(8)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다.
제8 실시예에 따른 촬상 렌즈(8)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(81); 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈(82); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(83); 음의 굴절력을 갖는 제4렌즈(84); 렌즈의 중앙에서 양의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제5렌즈(85); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제6렌즈(86); 렌즈의 중앙에서 음의 굴절력을 갖고 광축과 떨어진 개소에서 변곡점을 갖는 제7렌즈(87)이 배치된 구성이다.
제1렌즈(81)에서 제3렌즈(83)까지가 제1렌즈군(801)을 구성하고, 제4렌즈(84)와 제5렌즈(85)가 제2렌즈군(802)를 구성하고, 제6렌즈(86)과 제7렌즈(87)가 제3렌즈군(803)을 구성한다.
제1렌즈(81)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(A)가 설치되어 있고, 촬상 렌즈(8)의 결상면에는 촬상 소자(이미지 센서)인 촬상면(P)가 배치되어 있다.
제8실시예에 따른 제7렌즈(87)은 블루 유리로 이루어진 유리기판(871) 및 수지로 이루어진 렌즈부(872)가 복합 구성된 복합 렌즈이다. 렌즈부(872)는 유리기판(871)에 비해 물체측에 위치하고, 유리기판(871)의 후면에는 적외선을 감소시키는 적외선 차단층(873)이 형성되어 있어도 된다. 적외선 차단층(873)은, 구체적으로 진공 증착에 의한 적외선 차단 필름이거나, 스핀 코트에 의한 적외선 흡수 잉크층일 수 있다. 제8 실시예에서, 적외선 차단층(873)이 형성되지 않는 경우에도, 제7렌즈(87)의 렌즈 재료인 블루 유리에 의해 적외선 차단 기능을 제공할 수 있다.
제8 실시예에 따른 촬상 렌즈(8)에 구체적인 데이터를 적용한 제8 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표29에 나타낸다.
Figure pat00030
촬상 렌즈(8)에서, 제1렌즈(81) 내지 제7렌즈(86)의 렌즈부(862)에 이르는 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)은 비구면으로 형성되어 있다.
제8 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표30 및 표31에 제시한다.
Figure pat00031
Figure pat00032
표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(8)의 전체 시스템 초점거리인 f, F값, 전 화각, 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반인 ih, 광학적 전장인 TTL, 제1렌즈군(801) 내지 제3렌즈군(803) 각각의 초점거리인 fG1, fG2, fG3, 제7렌즈(87)의 초점거리인 f7, 제2렌즈군(802)와 제3렌즈군(803) 사이의 간격인 D2_3, 제6렌즈(86)와 제7렌즈(87) 사이의 간격인 DL6_7, 제6렌즈(86) 및 제7렌즈(87) 각각의 광축 상의 중심 두께인 T60, T70, 제6렌즈(32) 및 제7렌즈(17) 각각의 광학적 유효부 내의 최전방 지점에서 최후방 지점까지의 두께인 T6max, T7max를 나타낸다.
Figure pat00033
표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.71 이므로, 상기 조건식1을 만족한다.
또한, 표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 ih/f=0.86 이므로, 상기 조건식2를 만족한다.
또한, 표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 fG1/fG2=0.82 이므로, 상기 조건식3을 만족한다.
또한, 표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 fG3/fL7=0.42 이므로, 상기 조건식4을 만족한다.
또한, 표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 (DB2_3-DL6_7)/ih=0.13 이므로, 상기 조건식5를 만족한다.
또한, 표32에 따르면, 제8 데이터 실시예에서 (T7max-T70)/(T6max-T60)=0.06 이므로, 상기 조건식6을 만족한다.
도16은 제8 데이터 실시예에 따른 무한대 거리의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도16에 비점수차도와 왜곡수차도가 도시되어 있다.
비점수차도에서, 실선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 점선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제8 데이터 실시예는 각종 수차가 양호하게 보정되고, 우수한 결상 성능을 구비하고 있음이 명백하다.
[촬상 장치의 구성]
본 발명의 촬상 장치는, 본 발명의 촬상 렌즈; 및 상기 촬상 렌즈에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비한다.
즉, 본 발명의 촬상 장치는, 촬상 렌즈가 물체측에서 상측까지 순서대로, 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제1렌즈, 비구면 형상인 제2렌즈, 비구면 형상인 제3렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제1렌즈군; 비구면 형상인 제4렌즈, 비구면 형상인 제5렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 양인 제2렌즈군; 광축 상에서 음의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제6렌즈, 비구면 형상인 제7렌즈를 구비하고 합성 굴절력이 음인 제3렌즈군이 배치되도록 구성되어 있다.
즉, 본 발명의 촬상 장치는, 촬상 렌즈가 7개 렌즈 구성에서 적어도 제1렌즈가 양이고, 적어도 제6렌즈가 음인 구성으로 되어 있다.
또한, 본 발명의 촬상 장치는, 촬상 렌즈가 아래의 조건식1 내지 조건식3을 만족한다.
0.51 < TTL/2ih < 0.85 (조건식1)
0.69 < ih/f < 1.03 (조건식2)
0.03＜（T7max-T70）/（T6max-T60）＜0.31 (조건식3)
여기서, TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리이고, ih는 상기 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반이고, f는 상기 촬상 렌즈의 유효 초점거리이고, T60은 제6렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T6max는 제6렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이고, T70은 제7렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T7max는 제7렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식4를 추가로 만족할 수 있다.
0.03＜fG1/fG2＜33.3 (조건식4)
여기서, fG1은 제1렌즈군의 유효 초점거리이고, fG2는 제2렌즈군의 유효 초점거리이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식5를 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜fG3/fL7＜0.95(조건식5)
여기서, fG3은 제3렌즈군의 유효 초점거리이고, fL7은 제7렌즈의 유효 초점거리이다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 조건식6을 추가로 만족할 수 있다.
-0.11＜（DB2_3-DL6_7）/ih＜0.34 (조건식6)
여기서, DB2_3은 제2렌즈군과 제3렌즈군의 광축 상의 간격이고, DL6_7은 제6렌즈와 제7렌즈의 광축 상의 간격이다.
조건식1은 상 높이에 대한 전장에 관한 것이다. 전장이 하한치 이하로 짧아지면, 본 발명이 목적하고자 하는 대구경화에서의 양호한 수차 보정가 어렵게 된다. 조건식1에서 바람직하게는 하한을 0.57로 하거나, 더 바람직하게는 하한을 0.64로 하도록 한다. 조건식1에서 상한을 초과하면 전장이 길어져 본 발명이 목적하고자 하는 소형화를 구현할 수 없게 된다. 조건식1에서 바람직하게는 상한을 0.79로 하면 소형화에 보다 유리하고, 더 바람직하게는 상한을 0.74로 설정할 수 있다.
조건식2는 유효 초점거리와 상 높이에 관한 것이다. 하한을 초과하면 상 높이에 대한 유효 초점거리가 작아져서 본 발명이 목적하고자 하는 광화각을 구현할 수 없게 된다. 조건식2에서 바람직하게는 하한을 0.74로 하면 보다 큰 광화각을 구현한다. 조건식2에서 더 바람직하게는 하한을 0.79로 한다. 조건식2에서 상한을 초과하면 오히려 과한 광화각으로 인해 본 발명이 목적하고자 하는 양호한 수차 보정에 의해 고성능을 구현할 수 없다. 조건식2에서 바람직하게는 상한을 0.96으로 하거나, 더 바람직하게는 상한을 0.89로 한다.
조건식3은 제6렌즈의 두께 차와 제7렌즈군의 두께 차에 관한 것이다. 제7렌즈의 두께 차이가 하한치 이하로 작아지면, 제7렌즈의 수차 보정 작용이 작아지며, 이로써 렌즈의 전체적인 상면 만곡과 왜곡 수차를 양호하게 보정하는 것이 어렵게 된다. 조건식3에서, 제6렌즈의 두께 차이가 상한치 이상으로 작아지면, 제6렌즈의 수차 보정 작용이 작아지며, 이로써 렌즈의 전체적인 상 면 만곡과 왜곡 수차를 양호하게 보정하는 것이 어렵게 된다. 조건식3에서 바람직하게는 상한을 0.21로 설정하면 된다.
조건식4는 제1렌즈군과 제2렌즈군의 유효 초점거리의 비에 관한 것이다. 하한을 초과하면 제2렌즈군의 양의 굴절력의 약화로 인해, 제1렌즈군과 함께 양의 굴절력을 분담하여 구면 수차 및 코마 수차를 보정할 수 없다. 조건식4에서, 바람직하게는 하한을 0.09, 더 바람직하게는 하한을 0.27로 설정할 수 있다. 조건식4에서, 상한을 초과하면 제1렌즈군의 양의 굴절력의 약화로 인해, 제2렌즈군과 함께 양의 굴절력을 분담하여 구면 수차 및 코마 수차를 보정할 수 없다. 조건식4에서 바람직하게는 상한을 11.1로 설정하거나, 더 바람직하게는 상한을 3.7로 설정할 수 있다.
조건식5는 제3렌즈군의 유효 초점거리와 제7렌즈의 초점거리의 비율에 관한 것이다. 하한을 초과하면 제7렌즈는 양의 굴절력이 강한 렌즈가 되어 전장 단축이 어렵게 된다. 조건식5에서 바람직하게는 하한을 0.00으로 설정하면, 제7렌즈의 양의 굴절력이 사라져 전장의 단축에 유리하다. 조건식5에서 더 바람직하게는 하한을 0.08로 설정하면, 제7렌즈는 음의 굴절력을 가지게 되어 전장의 단축에 유리하다. 조건식5에서 상한을 초과하면 제7렌즈의 음의 굴절력의 증대로 인해, 제7렌즈가 충분한 두께를 갖지 못할 경우 제7렌즈를 구성하지 못하여 전장을 단축하는 것이 어려워지며, 제7렌즈 바로 앞의 에어 갭 변화에 따른 수차 변화가 증가하여 바람직하지 않다. 조건식5에서 바람직하게는 상한을 0.73으로 설정하거나, 더 바람직하게는 상한을 0.56으로 설정할 수 있다.
조건식6은 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격 및 제6렌즈와 제7렌즈의 간격에 관한 것이다. 하한을 초과하면 양의 굴절력을 갖는 제2렌즈군과 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈군의 간격이 축소되어 전장의 단축이 어렵게 된다. 조건식6에서 바람직하게는 하한을 -0.06, 더 바람직하게는 하한을 -0.01로 설정하면 전장의 단축에 유리하다. 조건식6에서 상한을 초과하면 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 너무 커져 전장의 단축이 어렵게 된다. 조건식6에서 더 바람직하게는 상한을 0.27로 설정할 수 있다소형화소형화.
본 발명의 촬상 장치에 있어서, 촬상 렌즈는, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 갖거나, 또는 상기 제2렌즈는 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 상기 제3렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 가질수 있다.
또한, 본 발명의 촬상 장치에 있어서, 촬상 렌즈는, 포커싱 과정에서 상기 제3렌즈군 내의 렌즈 간격이 변화하는 것이 바람직하다. 특히, 제7렌즈를 제외한 렌즈가 일체로 이동하는 구성이면, 포커싱 구성이 간소화되는 동시에 포커싱에 의한 렌즈의 이동 거리가 단축된다.
또한, 본 발명의 촬상 장치에 있어서, 촬상 렌즈는, 상기 제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것이 바람직하다.
통상의 촬상 장치에서, 촬상 렌즈와 결상면 사이에 적외선 차단 필터가 배치된다. 따라서, 통상의 촬상 렌즈에서, 보다 긴 백 포커스를 필요로 하기에, 촬상 렌즈의 소형화에 불리하다. 한편, 제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 촬상 렌즈에서는, 보다 짧은 백 포커스를 갖는 디자인이 가능하여, 소형화를 구현할 수 있게 된다.
제7렌즈가 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우, 제7렌즈는 렌즈 재료에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖거나, 다른 렌즈면 중 어느 하나보다도 곡률이 작은 소곡률면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 가질수 있다.
제7렌즈가 렌즈 재질에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 광축과 수직되는 방향에서 적외선 차단 기능의 균일성이 높다. 또한, 제7렌즈가 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 제조의 용이성 및 적외선 차단층의 선택이 자유로운 점 등에서 우수하다.
또한, 본 발명의 촬상 장치에 있어서, 촬상 렌즈는, 상기 제7렌즈는 유리로 이루어진 기판부와 수지로 이루어진 비구면 렌즈부가 복합 구성된 복합 렌즈인 것이 바람직하다. 제7렌즈가 이러한 복합 렌즈일 경우, 기판부와 비구면 렌즈부를 통해 렌즈의 강도를 유지하는 기능 및 필터 등으로서의 기능, 및 수차와 결상 성능에 있어서 고성능화를 도모하는 보정 광학 시스템의 기능을 수행할 수 있다.
적외선 차단 필터의 광 투과 특성으로는, 380nm 내지 430nm 파장 영역 중 임의의 파장에서의 투과율이 반값(50%)이며, 500nm 내지 600nm 파장 영역에 걸쳐서 투과율이 80%이상이며, 730nm 내지 800nm 파장 영역에 걸쳐서 투과율이 10%이하인 것이 바람직하다.
상기 적외선 차단 기능은, 구체적으로 블루 유리, 잉크, 진공 증착에 의한 다층막 등 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
도17은, 본 발명의 정보 단말기의 일 실시예에 해당되는 스마트폰을 제시하는 블록 구성도이다.
스마트폰(200)은, 표시부 및 입력부로서 기능하는 터치 패널을 구비한 디스플레이(201); 터치 패널을 구비한 디스플레이(201)을 통해 정보의 입출력, 각종 정보 처리 및 제어 처리 등을 수행하는 CPU(중앙처리장치)(202); CPU(202)의 제어에 따라 전화 통신이나 Wi-Fi 통신 등을 진행하는 통신부(203); 각종 정보를 저장하는 저장부(204); 상기 실시예에 따른 촬상 렌즈(1, …, 8)가 적용되는 촬상 렌즈(205); 촬상 렌즈(205)에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자(이미지 센서)(206); 스마트폰 (200)의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원부(207); 및 촬상 렌즈(205)를 구동하는 렌즈 구동부(208)을 구비한다. 촬상 렌즈(205), 촬상 소자(이미지 센서)(206) 및 렌즈 구동부(208)을 병합한 것이, 본 발명의 촬상 장치의 일 실시예에 해당한다.
촬상 소자(206)에 의해 광학 이미지를 전환하여 획득된 전기 신호는 이미지 데이터로서 CPU(202)에 입력되어 각종 신호 처리 또는 이미지 처리 등이 실시된다. CPU(202)는 본 발명에서 언급한 처리 소자의 일례에 해당한다. 또한, 터치 패널을 구비한 디스플레이(201)를 통해 입력된 사용자의 지시에 따라, 이미지 데이터는 터치 패널을 구비한 디스플레이(201)에 이미지로 표시되거나, 또는 저장부(204)에 저장되거나, 또는 통신부(203)을 통해 발송된다.
렌즈 구동부(208)은, 촬상 렌즈(205)의 제1렌즈 내지 제6렌즈를 일체의 구동군으로 구동시켜 제7렌즈에 비해 상대적으로 이동시킨다. 렌즈 구동부(208)은 구동군을 광축에 따른 방향과 광축과 교차하는 방향으로 각각 구동시킬 수 있다. 렌즈 구동부(208)에 의한 구동군의 구동은, CPU(202)에 의한 제어에 따른 구동이며, 광축에 따른 방향의 구동에 의한 구동군의 이동으로 포커스가 구현된다.
또한, 광축과 교차하는 방향의 구동에 의한 구동군의 이동으로 광학식 손떨림 보정이 구현된다.
또한, 상기 설명에서 본 발명의 정보 단말기의 일 실시예로서 스마트폰을 예시하였으나, 본 발명의 정보 단말기는 스마트폰을 제외한 다른 휴대전화일 수 있고, 태블릿 PC 또는 노트북 등의 모바일 단말기일 수 있다.
또한, 상기 설명에서 본 발명의 촬상 장치의 일 실시예로서 스마트폰에 탑재된 것을 예시하였으나, 본 발명의 촬상 장치는 디지털 카메라 등일 수 있다.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 105… 촬상 렌즈;
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81… 제1렌즈;
12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82… 제2렌즈;
13, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83… 제3렌즈;
14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84… 제4렌즈;
15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85… 제5렌즈;
16, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86… 제6렌즈;
17, 27, 37, 47, 57, 67, 77, 87… 제7렌즈;
171, 271, 371, 471, 571, 671, 771, 871… 유리기판;
172, 272, 372, 472, 572, 672, 772, 872… 렌즈부;
173, 273, 373, 473, 573, 673, 773, 873… 적외선 차단층.

Claims (12)

  1. 촬상 렌즈로서,
    물체측에서 상측까지 순서대로,
    광축 상에서 양의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제1렌즈, 비구면 형상인 제2렌즈, 비구면 형상인 제3렌즈로 구성되고 합성 굴절력이 양인 제1렌즈군;
    비구면 형상인 제4렌즈, 비구면 형상인 제5렌즈로 구성되고 합성 굴절력이 양인 제2렌즈군; 및
    광축 상에서 음의 굴절력을 갖고 비구면 형상인 제6렌즈, 비구면 형상인 제7렌즈로 구성되고 합성 굴절력이 음인 제3렌즈군이 배치되며,
    하기의 조건식1 내지 조건식3을 만족하되,
    0.51 < TTL/2ih < 0.85 (조건식1)
    0.69 < ih/f < 1.03 (조건식2)
    0.03＜（T7max-T70）/（T6max-T60）＜0.31 (조건식3)
    여기서, TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리이고, ih는 상기 촬상 렌즈의 이미징 표면에서 유효 픽셀 영역의 대각선 길이의 절반이고, f는 상기 촬상 렌즈의 유효 초점거리이고, T60은 제6렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T6max는 제6렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께이고, T70은 제7렌즈의 광축 상의 중심 두께이고, T7max는 제7렌즈의 광학적 유효부에서 물체측과 가장 가까운 부분 및 상측과 가장 가까운 부분 사이의 광축과 평행된 방향에서의 두께인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족하되,
    0.03＜fG1/fG2＜33.3
    여기서, fG1은 제1렌즈군의 유효 초점거리이고, fG2는 제2렌즈군의 유효 초점거리인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족하되,
    -0.11＜fG3/fL7＜0.95
    여기서, fG3은 제3렌즈군의 유효 초점거리이고, fL7은 제7렌즈의 유효 초점거리인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 하기 조건식을 추가로 만족하되,
    -0.11＜（DB2_3-DL6_7）/ih＜0.34
    여기서, DB2_3은 제2렌즈군과 제3렌즈군의 광축 상의 간격이고, DL6_7은 제6렌즈와 제7렌즈의 광축 상의 간격인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 양의 굴절력을 갖고, 상기 제3렌즈는 광축 상에서 음의 굴절력을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    포커싱 과정에서 상기 제3렌즈군 내의 렌즈 간격이 변화하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제7렌즈는 렌즈 재료에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제7렌즈의 물체측 면 및 상측 면 중 하나가 모든 렌즈면 중 곡률이 최소인 곡률면이고,
    상기 제7렌즈는 상기 최소 곡률면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제7렌즈는 유리로 이루어진 기판부와 수지로 이루어진 비구면 렌즈부가 복합 구성된 복합 렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  11. 촬상 장치로서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 촬상 렌즈; 및
    상기 촬상 렌즈에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  12. 정보 단말기단말기로서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 촬상 렌즈;
    상기 촬상 렌즈에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자; 및
    상기 촬상 소자에서 획득한 전기 신호를 처리하는 처리 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 단말기.
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