KR101794369B1

KR101794369B1 - 광학 유닛 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR101794369B1
Application number: KR1020127023913A
Authority: KR
Inventors: 토모히코 바바
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: JP2011203313A; KR20130016223A; US20130010181A1; TWI601972B; US9158095B2; CN102906614A; TW201142347A; WO2011118434A1; JP5636713B2

Abstract

본 발명은, 3군 구성의 피사계 심도가 깊다는 이점을 가지면서도, MTF가 높고, 소형으로 밝은 고정 초점의 카메라에 최적의 렌즈 소자를 실현하는 것이 가능한 광학 유닛 및 촬상 장치에 관한 것이다. 광학 유닛(100)은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈군(110)과, 제 2 렌즈군(120)과, 제 3 렌즈군(130)을 가지며, 제 1 렌즈군(110)은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)와, 제 1 투명체(112)와, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)를 포함한다.

Description

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

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 극히 작아지고, 광학계에는 통상 광학계보다도 광학 수차, 특히 축상(軸上) 색수차를 억제한 높은 결상 성능이 요구된다.

또한, 가격 요구에 대해, 웨이퍼상(狀)으로 렌즈를 형성하여 비용을 삭감한다는 기술이 알려져 있다.

이들의 예로서는, 대표적인 것으로 특허문헌1에 개시된 기술이 알려져 있다.

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

하이브리드 방식에서는, 웨이퍼상(狀)의 유리판에 다수개의 렌즈를 형성하는 것, 또한, 촬상 소자 웨이퍼와 이 렌즈 소자를 웨이퍼 상태에서 맞붙이고, 다음에 개개로 나누어, 동시에 다수개의 카메라 모듈을 제작한다.

또한, 휴대 전화나 PC 등에 탑재되는 촬상 기기에 사용되는 일반적인 촬상 렌즈로서는, 예를 들면 특허문헌2에 개시된 기술이 알려져 있다.

특허문헌1 : US2006/0044450A1 특허문헌2 : 일본 특개2008-134411호 공보 특허문헌3 : 일본 특개2007-1219079호 공보

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

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

CIF, VGA 등에 관해서는 촬상 에어리어가 작고, 그에 의해, 웨이퍼상(狀)으로 다수 형성된 렌즈 소자의 포커스 위치의 편차가, 크게 문제로 되지 않고, 유리하다.

그런데, 상기 하이브리드 방식의 불리한 점은, 3M픽셀 이상의 고화소가 되어 오면, 촬상 에어리어가 커지고, 그에 의해 상기 렌즈 소자의 포커스 위치의 편차가 커진다. 그 결과, 촬상 소자와 렌즈 소자를 웨이퍼 상태에서 맞붙인 경우, 디포커스의 불량이 다발(多發)하여, 염가로 만든다는 최초의 목적이 다할 수가 없게 된다.

특허문헌2에 개시된 렌즈의 이점은, 3장 구성에서 비구면을 다용(多用)함으로써 높은 결상 성능을 얻고 있는 것과, 렌즈 투사 형상이, 원형상(圓形狀)을 하고 있기 때문에, 스크루 배럴 등에 넣고, 포커스 조정을 하기 쉬운 것이다.

그러나, 이 렌즈는, 별개의 부품으로서 IR 컷트 필터가 필요하고, 또한 조리개 등이 별개의 부품이기 때문에, 부품 갯수가 많다는 불이익이 있다.

색수차가 크고 성능적으로 한계가 있는 것이 알려져 있다. 또한 여기서의 예를 포함하여 3군(群) 구성의 소형 렌즈 소자는, 제 2 렌즈가 크게 벤딩하여 있고, 그에 수반하여, AR 코트가 정확하게 증착될 수가 없는, 고스트의 요인이 되기 쉬운 등의 불이익도 있다.

또한, 본 예도 포함하여, 제 3 렌즈가 크게 구면 형상으로부터 일탈하여 있고, 그에 의해 수차 보정에 한계가 생기고, Fno가 2.4보다 밝게 하기가 어렵다.

또한, 4군 구성의 예로서는, 예를 들면 대표적인 것으로 특허문헌3에 개시된 기술이 알려져 있다.

이 구성은, 현재 오토 포커스 부착(AF)의 카메라 모듈에서 매우 널리 채용되고 있는데, 피사계 심도(深度)가 얕고, 고정 초점(FF)의 광학 유닛에는 적합하지가 않다.

도 1은, 현재 상태의 3군(群)3매(枚) 렌즈로 1/4사이즈용 렌즈 유닛을 설계한 경우의 전형적인 MTF 특성을 도시하는 도면이다.

도 2는, 현재 상태의 4군4매 렌즈로 1/4사이즈용 렌즈 유닛을 설계한 경우의 전형적인 MTF 특성을 도시하는 도면이다.

여기서 나타내는 바와 같이, 전자는 피크의 MTF는 낮지만, 포커스 특성이 매우 완만하고 MTF가 0이 되는 포커스의 범위가 100㎛이나 있다.

반면 후자는 피크의 MTF는 높지만, 포커스 특성이 매우 가파르고, MTF가 0이 되는 포커스의 범위가 50㎛ 정도밖에 없다.

전자는 FF 모듈에 최적이고, 후자는 AF 모듈에 최적이다.

현재 상태의 광학계의 문제점은, 광학 특성을 올리기 위해 3군으로부터 4군으로 하면 피사계(被寫界) 심도가 얕아지기 때문에 FF에 적합하지 않게 되는 것이다. 따라서 현재 MTF가 높고, 밝고, 피사계 심도가 깊은 FF에 최적의 광학해는 존재하지 않는다.

본 발명은, 3군 구성의 피사계 심도가 깊다는 이점을 가지면서도, MTF가 높고, 소형으로 밝은 고정 초점의 카메라에 최적의 렌즈 소자를 실현하는 것이 가능한 광학 유닛 및 촬상 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 1의 관점의 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈군과, 제 2 렌즈군과, 제 3 렌즈군을 가지며, 상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트와, 제 1 투명체와, 제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한다.

알맞게는, 상기 제 1 렌즈 엘리먼트와 상기 제 2 렌즈 엘리먼트가 더블릿 렌즈를 형성하고 있다.

본 발명의 제 2의 관점의 촬상 장치는, 촬상 소자와, 촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며, 상기 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈군과, 제 2 렌즈군과, 제 3 렌즈군을 포함하며, 상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트와, 제 1 투명체와, 제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한다.

본 발명의 제 3의 관점의 촬상 장치는, 촬상 소자와, 촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며, 상기 광학 유닛은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈군과, 제 2 렌즈군과, 제 3 렌즈군을 포함하며, 상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트와, 투명체와, 제 2 렌즈 엘리먼트를 포함하며, 상기 제 1 렌즈 엘리먼트와 상기 제 2 렌즈 엘리먼트가 더블릿 렌즈를 형성하고 있다.

본 발명에 의하면, 3군 구성의 피사계 심도가 깊다는 이점을 가지면서도, MTF가 높고, 소형으로 밝은 고정 초점의 카메라에 최적의 렌즈 소자를 실현할 수 있다.

도 1은 현재 상태의 3군3매 렌즈로 1/4사이즈용 렌즈 유닛을 설계한 경우의 전형적인 MTF 특성을 도시하는 도면.
도 2는 현재 상태의 4군4매 렌즈로 1/4사이즈용 렌즈 유닛을 설계한 경우의 전형적인 MTF 특성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면.
도 4는 제 1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 5는 실시예 1에서, 구면 수차, 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도.
도 6은 실시예 1의 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이까지의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면.
도 8은 제 2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 9는 실시예 2에서, 구면 수차, 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도.
도 10은 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면.
도 11은 제 3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 12는 실시예 3에서, 구면 수차, 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도.
도 13은 본 발명의 제 4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면.
도 14는 실시예 4에서, 구면 수차, 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도.
도 15는 실시예 4의 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이(像高)까지의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 제 5의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면.
도 17은 제 5의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면.
도 18은 실시예 5에서, 구면 수차, 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도.
도 19는 본 발명의 제 6의 실시 형태에 관한 웨이퍼 레벨 옵틱스를 개념적으로 도시하는 도면.
도 20은 본 실시 형태에 관한 촬상 렌즈가 채용되는 촬상 장치의 구성예를 도시하는 블록도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면과 관련지어 설명한다.

또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.

1. 제 1의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제 1의 구성예)

2. 제 2의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제 2의 구성예)

3. 제 3의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제 3의 구성예)

4. 제 4의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제 4의 구성예)

5. 제 5의 실시 형태(광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 제 5의 구성예)

6. 제 6의 실시 형태(웨이퍼 옵토의 개념)

7. 제 7의 실시 형태(촬상 장치의 구성예)

<1. 제 1의 실시 형태>

도 3은, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 광학 유닛을 채용한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면이다.

본 제 1의 실시 형태의 촬상 렌즈(100)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 물체측(OBJS)부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈군(110), 제 2 렌즈군(120), 제 3 렌즈군(130), 및 상면(140)을 갖는다.

이 촬상 렌즈(100)는, 단초점(單焦点) 렌즈로서 형성되어 있다. 그리고, 제 1 렌즈군(110), 제 2 렌즈군(120), 및 제 2 렌즈군(130)에 의해 광학 유닛이 형성된다.

제 1의 실시 형태에서는, 제 1 렌즈군(110)은, 투명체를 끼우고 배치된 여러의 렌즈 엘리먼트를 포함하는 접합체(接合體)에 의해 형성되어 있다.

제 2 렌즈군(120)은, 하나의 제 3 렌즈 엘리먼트만으로 형성되어 있다.

제 3 렌즈군(130)은, 하나의 제 4 렌즈 엘리먼트만으로 형성되어 있다.

구체적으로는, 제 1 렌즈군(110)은, 유리 기판상에 레플리커 렌즈가 상하에 형성되어 있다.

제 1 렌즈군(110)은, 물체측(OBJS)부터 상면(130)측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트(111), 제 1 투명체(112), 및 제 2 렌즈 엘리먼트(113)를 포함하는 접합체에 의해 형성되어 있다.

여기서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)는 철평(凸平)형상으로 아베수가 크게, 투명체(유리 기판112)는, 염가로 제조하기 위해 쇼트사의 BK7 상당의 유리판이 사용되고, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)는 평요(平凹) 렌즈가 형성된다.

본 제 1의 실시 형태에서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 아베수는 예를 들면 57.3으로 설정되고, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 아베수는 30으로 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, 제 1 렌즈군(110) 속에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다.

전체로서는 강한 정의 파워를 가지며, 광학 길이가 짧아지는 것에 크게 기여한다.

제 2 렌즈군(120)은, 제 3 렌즈 엘리먼트(121)만으로 형성되어 있다.

구체적으로는, 제 2 렌즈군(120)은, 예를 들면 아베수 31의 유리 몰드에 의해 형성되고, 크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군(110)과 제 3 렌즈군(130)이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군(120)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

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

플라스틱 몰드 렌즈뿐만 아니라, 유리 몰드 렌즈나, 인젝션 몰드의 고내열 렌즈를 사용할 수 있다.

제 3 렌즈군(130)은, 제 4 렌즈 엘리먼트(141)만으로 형성되어 있다.

구체적으로는, 제 3 렌즈군(130)은 폴리카보네이트를 재료로 하는 플라스틱 몰드 렌즈, 또는, 내열성의 수지에 의해 구성되고, 큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

이 곡률 중심이 조리개 부근에 오기 때문에, 비점 수차와 코마 수차를 잘 보정한다.

또한, 형상이 크게 구면(球面) 형상으로부터 어긋나지 않기 때문에, 상높이(像高)에 의한 입사 NA에 대한 비점 수차의 변화가 적고, 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

또한, 출사측 면도 대강 물체측으로 벤딩하여, 상측에 볼록형상을 향한 형상으로 되어 있고, 고스트가 나오기 어려운 구조로 되어 있다.

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

이들에 의해, 광학 전체 길이가 짧고, 밝은 렌즈가 실현되어 있다.

이와 같이, 제 1 렌즈군(110)은, 렌즈 엘리먼트와 투명체와의 접합체에 의해 형성되고, 제 2 렌즈군(120) 및 제 3 렌즈군(130)은 렌즈 엘리먼트만에 의해 형성된다.

따라서 촬상 렌즈(100)는, 전체로서 렌즈면은, 제 1면(L1S1), 제 2면(L1S2), 제 3면(L2S1), 제 4면(L2S2), 제 5면(L3S1), 및 제 6면(L3S2)을 갖고 있다.

제 1면(L1S1)은 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측 면에 의해 형성되고, 제 2면(L1S2)은 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면에 의해 형성된다.

제 3면(L2S1)은 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측 면에 의해 형성되고, 제 4면(L2S2)은 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측 면에 의해 형성된다.

제 5면(L3S1)은 제 4 렌즈 엘리먼트(141)의 물체측 면에 의해 형성되고, 제 6면(L3S2)은 제 4 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측 면에 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, 제 6면(L3S2)과 상면(140)과의 사이에 배치된다. 제 4면(SF4)과 상면(130)과의 사이에는, 수지 또는 유리로 형성된 커버 유리나 적외 컷트 필터나 로우패스 필터 등 외에, 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.

그리고, 이하의 설명에서는, 투명체(112)를 같은 부호를 이용하여 유리 기판으로서 나타내는 경우가 있다.

그리고, 단초점 렌즈인 본 실시 형태의 촬상 렌즈(110)는, 이하의 조건식(1) 내지 (11)을 만족하도록 구성되어 있다.

조건식(1)은 제 2 렌즈군(120)의 벤딩에 관한 관계식이다.

-10 ≤ qL2 ≤ -0.4 (1)

qL2 = (RL2S2 + RL2S1)/(RL2S2 - RL2S1)

여기서, RL2S1은 제 2 렌즈군(120)의 입력측 면(S1)의 곡률 반경을, RL2S2는 제 2 렌즈군(120)의 출사측 면(S2)의 곡률 반경을 나타내고 있다.

조건식(1)에서, 하한을 초과하면, 부의 파워가 약해지고, 수차 보정의 능력이 떨어져서, 밝고, 소형의 렌즈에 적합하지 않게 된다. 또한, 상한을 초과하면 양철(兩凸) 렌즈에 가깝게 되고, 제 2 렌즈군(120)의 입사면의 주변 부분에서 광선 입사각이 매우 커지고 여분의 비점 수차와 코마 수차가 발생하여, 화면 주변의 특성이 열화되어 상품성이 없어진다.

조건식(2)은 제 3 렌즈군(130)의 입사면(제 3 렌즈군의 근축량(近軸量))에 관한 관계식이다. 본 실시 형태에서는, 제 3 렌즈군(130)이 부의 파워를 가지며 입사면의 곡률 반경이 조리개 부근에 있음에 의해, 높은 광학 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

-3 ≤ RL3S1/f ≤ -0.2 (2)

여기서, RL3S1은 제 3 렌즈군(130)의 입사측 면(S1)의 곡률 반경을, f는 렌즈계의 초점 거리를 나타내고 있다.

조건식(2)에서, 하한을 초과하면, 곡률 반경이 조리개 부근에 오지 않게 되어, 수차 보정의 능력도 떨어져서 밝고, 소형의 렌즈에 적합하지 않게 된다. 상한을 초과하면, 곡률이 너무 강해져서, 역으로 너무 수차 보정하여, 반대의 수차를 발생하여 버려 광학 특성이 열화된다.

조건식(3)은 제 1 렌즈군(110)의 초점 거리(fg1)에 관한 것이다.

0.5 ≤ fg1/f ≤ 1.5 (3)

조건식(3)에서, 하한을 초과하면, 제 1 군의 정의 파워가 너무 강해져서, 제조 톨러런스가 나빠지고, 염가의 모듈을 목표로 하는 본 발명의 용도에 적합하지 않다. 상한을 초과하면 정의 파워가 약해지고, 레트로포커스형의 광학계에 근접한다. 그러면 광학 길이가 늘어나서, 소형 모듈을 목적으로 하는 본 발명의 용도에 적합하지가 않다.

조건식(4)는 제 2 렌즈군(120)의 초점 거리(fg2)에 관한 것이다.

0.5 ≤ fg2/f ≤ 50 (4)

조건식(4)에서, 하한을 초과하면 정의 파워가 너무 강해져서, 제조 톨러런스가 나빠지고, 염가의 모듈을 목표로 하는 본 발명의 용도에 적합하지가 않다. 상한을 초과하면 파워가 약해지고 수차 보정의 능력이 떨어져서, 밝고, 소형의 렌즈에 적합하지 않게 된다.

조건식(5)은 제 3 렌즈군(130)의 초점 거리(fg3)에 관한 것이다.

-5 ≤ fg3/f ≤ -0.3 (5)

조건식(5)에서, 하한을 초과하면 파워가 약해지고 수차 보정의 능력이 떨어져서, 밝고, 소형의 렌즈에 적합하지 않게 된다. 상한을 초과하면 파워가 너무 강해져서, 역으로 너무 수차 보정하여, 반대의 수차를 발생하여 버려 광학 특성이 열화된다.

조건식(6)은 화각(畵角)에 관한 것이다.

20 ≤ ω ≤ 40 (6)

ω은 반화각(半畵角)을 나타낸다.

조건식(6)에서, 하한을 초과하면 화각이 너무 좁아져서 망원 렌즈와 같이 되어, 근처를 자주 촬상하는, 셀룰러 용도나 퍼스널 컴퓨터(PC)용 카메라에 적합하지가 않다. 상한을 초과하면 너무 고각(高角) 렌즈가 되어, 자신 찍음을 자주 행하는, 셀룰러 용도나 PC 카메라에 적합하지가 않다.

조건식(7)은 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 아베수(νE1)에 관한 것이다.

45 ≤ νE1 ≤ 90 (7)

조건식(7)에서, 하한을 초과하면 색수차가 커져서, 고해상도에 적합하지 않게 된다. 상한을 초과하면, 렌즈 초재(硝材)가 현실적이 아니게 된다.

조건식(8)은 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 아베수(νE2)에 관한 것이다.

20 ≤ νE2 ≤ 60 (8)

조건식(8)에서, 하한을 초과하면, 렌즈 초재가 현실적이 아니게 된다. 상한을 초과하면, 색수차가 커져서, 고해상도에 적합하지 않게 된다.

조건식(9)은 F 넘버(Fno)에 관한 것이다.

1.0 ≤ Fno ≤ 3.0 (9)

조건식(9)에서, 하한을 초과하면 이미져에의 입사시에 이미져 내부에서 베네팅이 발생하고, 혼색 등의 문제를 야기하고, 카메라 성능이 열화된다. 상한을 초과한다고 어두운 렌즈가 되고, 본 발명의 실시 형태의 목적에 반한다.

조건식(10)은 렌즈계의 광학 길이(TT)에 관한 것이다.

0.8 ≤ TT/f ≤ 1.5 (10)

조건식(10)에서, 하한을 초과하면 매우 컴팩트하고 바람직하게 되지만, 렌즈의 형상이 제조상 어려운 형상으로 되어 와 바람직하지가 않다. 상한을 초과하면 모듈 자체가 커지고, 본 발명의 실시 형태의 목적에 반한다.

조건식(11)은 렌즈계의 백 포커스(BF)에 관한 것이다.

0.01 ≤ BF ≤ 0.6 (11)

조건식(11)에서, 하한을 초과하면 제조시에 조정을 할 수가 없게 되어 문제가 된다. 상한을 초과하면 렌즈 설계상의 제약이 되고, 의미가 없다.

그러나, 렌즈계와 촬상 소자의 사이에, 어떠한 부품을 넣는 경우는, 이것으로 한정되지 않는다.

상기한 조건식(1) 내지 (11)은, 이하에서 취급하는 실시예 1 내지 5에 공통되는 것이고, 필요에 응하여 적절히 채용함으로써, 개개의 촬상 소자 또는 촬상 장치에 적합한 보다 바람직한 결상 성능과 컴팩트한 광학계가 실현된다.

그리고, 렌즈의 비구면의 형상은, 물체측부터 상면측에 향한 방향을 정으로 하고, k를 원추(圓錐) 계수, A, B, C, D를 비구면 계수, r를 중심 곡률 반경으로 하였을 때 다음 식으로 표시된다. y는 광축으로부터의 광선의 높이, c는 중심 곡률 반경(r)의 역수(1/r)를 각각 나타내고 있다.

단, X는 비구면 정점(頂点)에 대한 접평면(接平面)으로부터의 거리를, A는 4차의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

[수식 1]

비구면 방정식

도 4는, 본 제 1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

구체적으로는, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측 면(볼록면)에 제 1번, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 상면측 면과 투명체의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 2번의 면 번호가 부여되어 있다.

투명체(112)의 상면측 면과 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 3번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면에 제 4번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측 면에 제 5번, 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측 면에 제 6번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 물체측 면에 제 7번, 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측 면에 제 8번의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100)에서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측 면(제 1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 상면측 면과 투명체(112)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(2)의 중심 곡률 반경은 R2로 설정된다.

투명체(112)의 상면측 면과 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 물체측 면과의 경계면(접합면)3의 중심 곡률 반경은 R3으로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면(4)의 중심 곡률 반경은 R4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측 면(5)의 중심 곡률 반경은 R5로, 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측 면(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 물체측 면(7)의 중심 곡률 반경은 R7로, 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측 면(8)의 중심 곡률 반경은 R8로 설정된다.

그리고, 면(2, 3)의 중심 곡률 반경(R2, R3)은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 투명체(112)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 두께가 되는 면(3)과 면(4) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d3, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면(4)과 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 물체측 면(5) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 두께가 되는 면(5)과 면(6) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d5로, 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 상면측 면(6)과 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6으로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 두께가 되는 면(7)과 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7로, 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 상면측 면(8)과 상면(140) 사이의 거리가 d8로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 의한 실시예 1을 나타낸다. 또한, 실시예 1에서는, 촬상 렌즈(100)의 각 렌즈 엘리먼트 유리 기판(투명체), 촬상부를 구성하는 촬상면(130)에 대해, 도 4에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

[실시예 1]

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

실시예 1은, 1/4사이즈, 1.4㎛ 피치의 5메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미져용의 설계예이다.

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

[표 1]

표 2는, 실시예 1에서의 비구면을 포함하는 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 면(4), 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 면(5), 및 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 면(6)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

또한, 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 면 7, 및 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 면(6)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 나타나 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 3.64[㎜]로, 개구수(F)는 2.1로, 반화각(ω)은 31.5deg로, 렌즈 길이(H)는 4.37[㎜]로 설정되어 있다.

[표 3]

표 4는, 실시예 1에서는, 상기 각 조건식(1) 내지 (11)을 만족하는 것을 나타낸다.

[표 4]

표 4에 표시하는 바와 같이, 실시예 1에서는, 제 2 렌즈군(120)의 벤딩 팩터(qL2)가 -0.9로 설정되어, 조건식(1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 3 렌즈군(130)의 입사면(제 3 렌즈군의 근축량)(RL3S1/f)이 -0.31로 설정되어, 조건식(2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈군(110)의 초점 거리(fg1)가 1.02로 설정되어, 조건식(3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 2 렌즈군(120)의 합성 초점 거리(fg2)가 0.93으로 설정되어, 조건식(4)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 4 렌즈군(130)의 합성 초점 거리(fg3)가 -0.56으로 설정되어, 조건식(5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

반화각(ω)이 31.5로 설정되어, 조건식(6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 아베수(νE1)가 57.3으로 설정되어, 조건식(7)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 아베수(νE2)가 30으로 설정되어, 조건식(8)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 F 넘버(Fno)가 2.1로 설정되어, 조건식(9)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 광학 길이(TT)가 1.20으로 설정되어, 조건식(10)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 백 포커스 길이(FB)가 0.3으로 설정되어, 조건식(11)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 5는, 실시예 1에서, 구면 수차(색수차), 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도이다. 도 5의 (A)가 구면 수차(색수차), 도 5의 (B)가 비점 수차를, 도 5의 (C)가 왜곡 수차를 각각 나타내고 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.

도 6은, 실시예 1의 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이까지의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면이다.

또한, 전술한 바와 같이 도 1에는, 마찬가지로 현재 상태의 3군3매 설계의 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이까지의 MTF의 디포커스 특성을 나타내고 있다. 도 2에는, 마찬가지로 현재 상태의 4군4매 설계 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이까지의 MTF의 디포커스 특성을 나타낸다. 이들은, 실시예 1과 같은 조건으로 설계한 것이다.

이들을, MTF가 0이 되는 디포커스의 범위라는 척도로 보면, 실시예 1이 80㎛, 3군3매 Fno 2.9가 100㎛, 4군4매 Fno 2.9가 80㎛이다.

통상 피사계 심도는, 초점 거리가 같으면, Fno에 반비례한다.

예를 들면, 4군4매 Fno 2.9는, 만약 가령 Fno 2.1로 하면 80㎛×2.1/2.9=58㎛의 피사계 심도가 된다.

그런데, 본 실시예에서는, Fno 2.1에서도 피사계 심도가 80㎛ 취하여져 있고, 또한, 높은 MTF를 유지하고 있고, 보다 실용에 적합한 밝은 렌즈인 것을 알 수 있다.

<2. 제 2의 실시 형태>

도 7은, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면이다.

도 7에 도시하는 제 2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100A)는, 제 2 렌즈군(120A)이 제 1 렌즈군과 마찬가지로, 제 3 렌즈 엘리먼트(121A), 제 2 투명체(122), 제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

그리고, 제 3 렌즈군(130A)은, 제 5 렌즈 엘리먼트(132)에 의해 형성되어 있다.

촬상 렌즈(100A)에서, 각 렌즈군은 다음과 같이 구성된다.

제 1 렌즈군(100A)은, 철평형상으로 예를 들면 아베수 53.1의 제 1 렌즈 엘리먼트(111)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 30으로 평요형상의 제 2 렌즈 엘리먼트(113)가 반대측에 부착되어 있다.

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

이들에 의해, 제 1 렌즈군(110A) 속에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다. 전체로서는 강한 정의 파워를 가지며, 광학 길이가 짧아지는 것에 크게 기여한다.

제 2 렌즈군(120A)은, 유리 기판을 사용하는 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 형성되고, BK7 상당한 유리 기판의 전후에, 예를 들면 아베수 30의 제 3 렌즈 엘리먼트(121A)가 부착되어 있다.

크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군(110A)과 제 3 렌즈군(130A)이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군(120A)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

또한, 렌즈의 두께를 얇게 할 수 있고, 제조상 만들기 쉬워져서, 메리트가 된다.

제 3 렌즈군(130A)은 폴리카보네이트를 재료로 하는 플라스틱 몰드 렌즈, 또는, 내열성의 수지에 의해 구성되고, 큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

또한, 형상이 크게 구면 형상으로부터 어긋나지 않기 때문에, 상높이에 의한 입사 NA에 대한 비점 수차의 변화가 적고, 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

또한, 출사측 면도 대강 물체측으로 벤딩하여, 상측에 볼록형상을 향한 형상으로 되어 있고, 고스트가 나오기 어려운 구조로 되어 있다. 또한, 외주부에 이르기까지 이미져에의 광선 입사각이 낮게 억제되어, 카메라의 특성으로서 바람직한 성능을 얻을 수 있다.

이들에 의해, 본 제 2의 실시 형태는, 제 1의 실시 형태와 마찬가지로 광학 전체 길이가 짧고, 실용에 적합한 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

도 8은, 본 제 2의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 물체측 면에 제 5번, 제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 상면측 면과 제 2 투명체(122)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 6번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 2 투명체(122)의 상면측 면과 제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 7번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측 면에 제 8번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 물체측 면에 제 9번, 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 상면측 면에 제 10번의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100A)에서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측 면(제 1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

투명체(112)의 상면측 면과 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(3)의 중심 곡률 반경은 R3으로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 물체측 면(제 5번)(1)의 중심 곡률 반경은 R5로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 상면측 면과 제 2 투명체(122)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로 설정된다.

제 2 투명체(122)의 상면측 면과 제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(7)의 중심 곡률 반경은 R7로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측 면(8)의 중심 곡률 반경은 R8로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 물체측 면(9)의 중심 곡률 반경은 R9로, 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 상면측 면(10)의 중심 곡률 반경은 R10으로 설정된다.

그리고, 면(2, 3), 6, 7의 중심 곡률 반경(R2, R3), R6, R7은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 투명체(112)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 두께가 되는 면(3)과 면(4) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d3, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면(4)과 제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 물체측 면(5) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 두께가 되는 면(5)과 면(6) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d5로, 제 2 투명체(122)의 두께가 되는 면(6)과 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6으로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 두께가 되는 면(7)과 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7, 제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 상면측 면(8)과 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 물체측 면(9) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d8로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 두께가 되는 면(9)과 면(10) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d9로, 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 상면측 면(10)과 상면(140) 사이의 거리가 d10으로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 의한 실시예 2를 나타낸다. 또한, 실시예 2에서는, 촬상 렌즈(100A)의 각 렌즈 엘리먼트 유리 기판(투명체), 촬상부를 구성하는 촬상면(140)에 대해, 도 8에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

[실시예 2]

표 5, 표 6, 표 7, 및 표 8에 실시예 2의 각 수치가 나타나 있다. 실시예 2의 각 수치는 도 7의 촬상 렌즈(100A)에 대응하고 있다.

실시예 2는, 1/4사이즈, 1.4㎛ 피치의 5메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미져용의 설계예이다.

표 5는, 실시예 2에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체) 등의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 나타내고 있다.

[표 5]

표 6은, 실시예 2에서의 비구면을 포함하는 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 면(4), 제 3 렌즈 엘리먼트(121A)의 면(5), 및 제 4 렌즈 엘리먼트(123)의 면(8)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

또한, 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 면(9), 및 제 5 렌즈 엘리먼트(132)의 면(10)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

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

[표 6]

표 7은, 실시예 2에서의 촬상 렌즈(100)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 나타나 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 3.65[㎜]로, 개구수(F)는 2.1로, 반화각(ω)은 31.6deg로, 렌즈 길이(H)는 4.32[㎜]로 설정되어 있다.

[표 7]

표 8은, 실시예 2에서는, 상기 각 조건식(1) 내지 (11)을 만족하는 것을 나타낸다.

[표 8]

표 8에 표시하는 바와 같이, 실시예 2에서는, 제 2 렌즈군(120)의 벤딩 팩터(qL2)가 -0.67로 설정되어, 조건식(1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 3 렌즈군(130)의 입사면(제 3 렌즈군의 근축량)(RL3S1/f)이 -0.34로 설정되어, 조건식(2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈군(110)의 초점 거리(fg1)가 1.04로 설정되어, 조건식(3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 2 렌즈군(120)의 합성 초점 거리(fg2)가 1.12로 설정되어, 조건식(4)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 4 렌즈군(130)의 합성 초점 거리(fg3)가 -0.65로 설정되어, 조건식(5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

반화각(ω)이 31.6으로 설정되어, 조건식(6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 아베수(νE1)가 53.1로 설정되어, 조건식(7)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 광학 길이(TT)가 1.18로 설정되어, 조건식(10)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 백 포커스 길이(FB)가 0.25로 설정되어, 조건식(11)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 9는, 실시예 2에서, 구면 수차(색수차), 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도이다. 도 9의 (A)가 구면 수차(색수차), 도 9의 (B)가 비점 수차를, 도 9의 (C)가 왜곡 수차를 각각 나타내고 있다.

도 9로 부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2에 의하면, 구면, 비점, 왜곡의 여러 수차가 양호하게 보정되고, 결상 성능에 우수한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.

<3. 제 3의 실시 형태>

도 10은, 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면이다.

도 10에 도시하는 제 3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100B)는, 제 2 렌즈군(120A)이 제 1 렌즈군과 마찬가지로, 제 3 렌즈 엘리먼트(121B), 제 2 투명체(122B), 제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

마찬가지로, 제 3 렌즈군(130B)이 제 1 및 제 2 렌즈군과 마찬가지로, 제 5 렌즈 엘리먼트(133), 제 3 투명체(134), 제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

촬상 렌즈(100B)에서, 각 렌즈군은 다음과 같이 구성된다.

제 1 렌즈군(110B)은, 철평형상으로 예를 들면 아베수 53.1의 제 1 렌즈 엘리먼트(111)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 30으로 평요형상의 제 2 렌즈 엘리먼트(113)가 반대측에 부착되어 있다.

이들에 의해 제 1 렌즈군(110) 속에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다.

제 2 렌즈군(120B)은, 유리 기판을 사용하는 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 형성되고, BK7 상당한 유리 기판의 전후에 예를 들면 아베수 30의 렌즈 엘리먼트가 부착되어 있다.

크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군(110)과 제 3 렌즈군(130B)이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군(120B)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

또한, 렌즈의 두께를 얇게 할 수 있고, 제조상 만들기 쉬워지고, 메리트가 된다.

제 3 렌즈군(130B)도 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 형성되고, 대강 요평형상의 예를 들면 아베수 30.0의 제 5 렌즈 엘리먼트(133)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있다. 제 3 렌즈군(130B)에서는, 아베수 30으로 대강 평철형상의 제 6 렌즈 엘리먼트(135)가 반대측에 부착되어 있다.

큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

이들에 의해, 제 1 및 제 2의 실시 형태와 마찬가지로 광학 전체 길이가 짧고, 실용에 적합한 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

이와 같이 3군 모두 하이브리드(HYBRID) 방식으로 구성하여, 웨이퍼상으로 접합한 경우, 절단이 어렵다.

취하는 개수가, 제 3 렌즈군의 크기로 정하여져 버리기 때문에, 제 1 렌즈군과 제 2 렌즈군에게 벌어짐 스페이스가 많아지고, 효율이 좋지 않다.

또한, 제 3 렌즈군은 웨이퍼 두께에 대해 렌즈 두께쪽이 훨씬 두껍고, 제조상 웨이퍼가 휜다는 문제가 발생하거나, 면 제도(制度)를 정확하게 내기가 어렵다는 문제가 있다.

따라서 제 1의 실시 형태나 제 2의 실시 형태의 타입이 바람직하다. 그렇지만, 3군 모두 하이브리드(HYBRID) 방식으로 제작하고, 제 1 렌즈군과 제 2 렌즈군만을 웨이퍼상으로 접착하고, 개편화하여, 단독으로 개편화 한 제 3 군과 개개로 접착하여도 좋다.

도 11은, 본 제 3의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 물체측 면에 제 5번, 제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 상면측 면과 제 2 투명체(122B)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 6번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 2 투명체(122B)의 상면측 면과 제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 7번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측 면에 제 8번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 물체측 면에 제 9번, 제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 상면측 면과 제 3 투명체(134)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 10번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 3 투명체(134)의 상면측 면과 제 6 렌즈 엘리먼트(145)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 11번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 상면측 면에 제 12번의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100B)에서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 물체측 면(제 1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면(오목면)(4)의 중심 곡률 반경은 R4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 물체측 면(제 5번1)의 중심 곡률 반경은 R5로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 상면측 면과 제 2 투명체(122B)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로 설정된다.

제 2 투명체(122B)의 상면측 면과 제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(7)의 중심 곡률 반경은 R7로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측 면(8)의 중심 곡률 반경은 R8로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 물체측 면(9)의 중심 곡률 반경은 R9로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 상면측 면과 제 3 투명체(134)의 물체측 면과의 경계면(접합면10)의 중심 곡률 반경은 R10으로 설정된다.

제 3 투명체(134)의 상면측 면과 제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 물체측 면과의 경계면(접합면11)의 중심 곡률 반경은 R11로 설정된다.

제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 상면측 면(12)의 중심 곡률 반경은 R12로 설정된다.

그리고, 면(2, 3, 6, 7, 10, 11)의 중심 곡률 반경(R2, R3, R6, R7, R10, R11)은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 투명체(112)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 두께가 되는 면(3)과 면(4) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d3, 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 상면측 면(4)과 제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 물체측 면(5) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 두께가 되는 면(5)과 면(6) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d5로, 제 2 투명체(122B)의 두께가 되는 면(6)과 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6으로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 두께가 되는 면(7)과 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7, 제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 상면측 면(8)과 제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 물체측 면(9) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d8로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 두께가 되는 면(9)과 면(10) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d9로, 제 3 투명체(13)의 두께가 되는 면(10)과 면(11) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d10으로 설정된다.

제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 두께가 되는 면(11)과 면(12) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d11, 제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 상면측 면(12)와 상면(140) 사이의 거리가 d12로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 의한 실시예 3을 나타낸다. 또한, 실시예 3에서는, 촬상 렌즈(100B)의 각 렌즈 엘리먼트 유리 기판(투명체), 촬상부를 구성하는 촬상면(140)에 대해, 도 11에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

[실시예 3]

표 9, 표 10, 표 11, 및 표 12에 실시예 3의 각 수치가 나타나 있다. 실시예 3의 각 수치는 도 10의 촬상 렌즈(100B)에 대응하고 있다.

실시예 3은, 1/4사이즈, 1.4㎛ 피치의 5메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미져용의 설계예이다.

표 9는, 실시예 3에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체) 등의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 나타내고 있다.

[표 9]

표 10은, 실시예 3에서의 비구면을 포함하는 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 면(4), 제 3 렌즈 엘리먼트(121B)의 면(5), 및 제 4 렌즈 엘리먼트(123B)의 면(8)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

또한, 제 5 렌즈 엘리먼트(133)의 면(9), 및 제 6 렌즈 엘리먼트(135)의 면(12)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

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

[표 10]

표 11은, 실시예 3에서의 촬상 렌즈(100B)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 나타나 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 3.67[㎜]로, 개구수(F)는 2.1로, 반화각(ω)은 31.4deg로, 렌즈 길이(H)는 4.35[㎜]로 설정되어 있다.

[표 11]

표 12는, 실시예 3에서는, 상기 각 조건식(1) 내지 (11)을 만족하는 것을 나타낸다.

[표 12]

표 12에 표시하는 바와 같이, 실시예 3에서는, 제 2 렌즈군(120)의 벤딩 팩터(qL2)가 -3.03으로 설정되어, 조건식(1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 3 렌즈군(130)의 입사면(제 3 렌즈군의 근축량)(RL3S1/f)이 -0.39로 설정되어, 조건식(2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈군(110)의 초점 거리(fg1)가 0.93으로 설정되어, 조건식(3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 4 렌즈군(130)의 합성 초점 거리(fg3)가 -0.66으로 설정되어, 조건식(5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

반화각(ω)이 31.4로 설정되어, 조건식(6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 백 포커스 길이(FB)가 0.21로 설정되어, 조건식(11)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 12는, 실시예 3에서, 구면 수차(색수차), 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도이다. 도 12의 (A)가 구면 수차(색수차), 도 12의 (B)가 비점 수차를, 도 12의 (C)가 왜곡 수차를 각각 나타내고 있다.

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

<4. 제 4의 실시 형태>

도 13은, 본 발명의 제 4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면이다.

도 13에 도시하는 제 4의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100C)는, 기본적으로 제 1의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(110)와 같은 구성을 가지며, 이하에 실시예 4로서 나타내는 바와 같이, 각 구성 요소의 파라미터 등의 설정치가 다르다.

촬상 렌즈(100C)에서, 각 렌즈군은 다음과 같이 구성된다.

제 1 렌즈군(110C)은, 철평형상으로 예를 들면 아베수 57.3의 제 1 렌즈 엘리먼트(111)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있고, 아베수 30으로 평요형상의 제 2 렌즈 엘리먼트(113)가 반대측에 부착되어 있다.

이들에 의해, 제 1 렌즈군(110C) 속에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다.

제 2 렌즈군(120C)은, 예를 들면 아베수 30의 폴리카보네이트를 재료로 하는 플라스틱 몰드 렌즈에 의해 구성되고, 크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군과 제 3 렌즈군이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군(120C)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

크게 벤딩하지 않기 때문에, AR 코트를 정확하게 시행할 수 있고, 고스트나 플레어가 나오기 어렵다. 플라스틱 몰드 렌즈뿐만 아니라, 유리 몰드 렌즈나, 인젝션 몰드의 고내열 렌즈를 사용할 수 있다.

제 3 렌즈군(130C)은, 예를 들면 아베수 30의 폴리카보네이트를 재료로 하는 플라스틱 몰드 렌즈, 또는, 내열성의 수지에 의해 구성되고, 큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

이하에, 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 의한 실시예 4를 나타낸다. 또한, 실시예 4에서는, 촬상 렌즈(100C)의 각 렌즈 엘리먼트 유리 기판(투명체), 촬상부를 구성하는 촬상면(140)에 대해, 도 2에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

[실시예 4]

표 13, 표 14, 표 15, 및 표 16에 실시예 4의 각 수치가 나타나 있다. 실시예 4의 각 수치는 도 13의 촬상 렌즈(100C)에 대응하고 있다.

실시예 4는, 1/4사이즈, 1.4㎛ 피치의 5메가픽셀(Mage pixel) CMOS 이미져용의 설계예이다.

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

[표 13]

표 14는, 실시예 4에서의 비구면을 포함하는 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제 2 렌즈 엘리먼트(113)의 면(4), 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 면(5), 및 제 3 렌즈 엘리먼트(121)의 면(6)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

또한, 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 면 7, 및 제 4 렌즈 엘리먼트(131)의 면(8)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

표 14에서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

[표 14]

표 15는, 실시예 4에서의 촬상 렌즈(100B)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 나타나 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 3.61[㎜]로, 개구수(F)는 2.9로, 반화각(ω)은 31.4deg로, 렌즈 길이(H)는 4.00[㎜]로 설정되어 있다.

[표 15]

표 16은, 실시예 4에서는, 상기 각 조건식(1) 내지 (11)을 만족하는 것을 나타낸다.

[표 16]

표 16에 표시하는 바와 같이, 실시예 4에서는, 제 2 렌즈군(120)의 벤딩 팩터(qL2)가 -0.91로 설정되어, 조건식(1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 2 렌즈군(120)의 합성 초점 거리(fg2)가 1.29로 설정되어, 조건식(4)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 4 렌즈군(130)의 합성 초점 거리(fg3)가 -0.60으로 설정되어, 조건식(5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 F 넘버(Fno)가 2.9로 설정되어, 조건식(9)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

렌즈계의 광학 길이(TT)가 1.108로 설정되어, 조건식(10)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 14는, 실시예 4에서, 구면 수차(색수차), 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도이다. 도 14의 (A)가 구면 수차(색수차), 도 14의 (B)가 비점 수차를, 도 14의 (C)가 왜곡 수차를 각각 나타내고 있다.

도 14로 부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3에 의하면, 구면, 비점, 왜곡의 여러 수차가 양호하게 보정되고, 결상 성능에 우수한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.

도 15는, 실시예 4의 80lps/㎜로 본, 축상부터 7할 상높이까지의 MTF의 디포커스 특성을 도시하는 도면이다.

여기서 알 수 있는 바와 같이, 3군3매의 도 1과 동등 이상의 피사계 심도를 가지며, 3군3매의 광학 전체 길이가 4.4㎜인 것에 대해, 본 발명의 실시 형태는 광학 전체 길이가 4.0㎜로 짧다.

이에 의해, 본 발명의 실시 형태에서는, 피사계 심도가 깊고, 광학 전체 길이가 짧은 광학 유닛에 적응할 수 있음을 알 수 있다.

<5. 제 5의 실시 형태>

도 16은, 본 발명의 제 5의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 구성예를 도시하는 도면이다.

도 16에 도시하는 제 5의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈(100D)는, 제 1 렌즈군(110D)의 구성이 다른 실시 형태와 다르다.

제 1 렌즈군(110D)은, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D), 제 2 렌즈 엘리먼트(112D), 투명체(113D), 및 제 3 렌즈 엘리먼트(114)의 접합체에 의해 형성되어 있다.

제 2 렌즈군(120D)은, 하나의 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)에 의해 형성되어 있다.

제 3 렌즈군(130D)은, 하나의 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)에 의해 형성되어 있다.

촬상 렌즈(100D)에서, 각 렌즈군은 다음과 같이 구성된다.

제 1 렌즈군(110D)은, 양볼록형상으로 예를 들면 아베수 57.3의 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)와 요평형상으로 아베수 30.0의 제 2 렌즈 엘리먼트(113D)가 BK7 상당의 유리판의 물체측에 부착되어 있다.

평요형상으로 아베수 30.0의 제 3 렌즈 엘리먼트(114)가 반대측에 부착되어 있다.

여기서는, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)가 량철(兩凸)로 큰 아베수의 것으로 구성하고, 제 2 렌즈 엘리먼트(112D)는 요평형상이고 제 1 렌즈 엘리먼트보다 작은 아베수의 것으로 형성된다.

그리고, 양자에서 더블릿 구조를 구성하고, 단일 구조보다, 더욱 색수차가 지워지는 구조로 되어 있다.

이들에 의해, 제 1 렌즈군(110D) 속에서 색수차가 보정되고, 또한, 전체의 수차를 취하기 쉬운 구조도 취할 수 있다. 전체로서는 강한 정의 파워를 가지며, 광학 길이가 짧아지는 것에 크게 기여한다.

제 2 렌즈군(120D)은, 예를 들면 아베수 31의 유리 몰드에 의해 구성되고, 크게 벤딩하지 않고서 정의 파워를 갖는 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군과 제 3 렌즈군이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군(120D)이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

제 3 렌즈군(30D)은, 폴리카보네이트를 재료로 하는 플라스틱 몰드 렌즈, 또는, 내열성의 수지에 의해 구성되고, 큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다.

이들에 의해, 광학 전체 길이가 짧고, 밝은 렌즈를 실현할 수 있다.

예를 들면, 실시예 1에서는 축상 색수차가 13.7㎛인 것에 대해, 본 예에서는 9.0㎛까지 억제하고 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의해 통상의 광학계에서 3장 렌즈 구성의 해상도를 갖는 미우 밝은 Fno 2.0의 5메가픽셀대(帶)의 카메라 모듈이 되는데, 더욱 고성능에 하는데는 입사측 제 1 렌즈군(110D)을 더블릿으로 하는 것이 유용하다.

이에 의해, 통상의 광학계에서 4장 구성의 해상도에 상당하는 성능을 갖는 동시에 매우 밝은 Fno 2.0의 렌즈를 실현할 수 있다.

도 17은, 본 제 5의 실시 형태에 관한 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 기판, 및 촬상부를 구성하는 커버 유리에 대해 부여한 면 번호를 도시하는 도면이다.

구체적으로는, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)의 물체측 면(볼록면)에 제 1번, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)의 상면측 면과 제 2 렌즈 엘리먼트(112D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 2번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 2 렌즈 엘리먼트(112D)의 상면측 면과 투명체(113D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 3번의 면 번호가 부여되어 있다.

투명체(113D)의 상면측 면과 제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)에 제 4번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 상면측 면(오목면)에 제 5번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 물체측 면(오목면)에 제 6번, 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 상면측 면에 제 7번의 면 번호가 부여되어 있다.

제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 물체측 면(오목면)에 제 8번, 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 상면측 면에 제 9번의 면 번호가 부여되어 있다.

또한, 도 17에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 렌즈(100D)에서, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)의 물체측 면(제 1번)(1)의 중심 곡률 반경은 R1로 설정된다.

제 1 렌즈 엘리먼트(111D)의 상면측 면과 제 2 렌즈 엘리먼트(112D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(2)의 중심 곡률 반경은 R2로 설정된다.

제 2 렌즈 엘리먼트(112D)의 상면측 면과 투명체(113D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)3의 중심 곡률 반경은 R3으로 설정된다.

투명체(113D)의 상면측 면과 제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 물체측 면과의 경계면(접합면)(4)의 중심 곡률 반경은 R4로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 상면측 면(오목면)(5)의 중심 곡률 반경은 R5로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 물체측 면(오목면)(6)의 중심 곡률 반경은 R6으로, 제 3 렌즈 엘리먼트(121D)의 상면측 면(7)의 중심 곡률 반경은 R7로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 물체측 면(오목면)(8)의 중심 곡률 반경은 R8로, 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 상면측 면(9)의 중심 곡률 반경은 R9로 설정된다.

그리고, 면(3, 4)의 중심 곡률 반경(R3, R4)은 무한(INFINITY)이다.

또한, 도 17에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 엘리먼트(111D)의 두께가 되는 면(1)과 면(2) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d1로, 제 2 렌즈 엘리먼트(112D)의 두께가 되는 면(2)과 면(3) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d2로 설정된다.

투명체(113D)의 두께가 되는 면(3)과 면(4) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d3으로 설정된다.

제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 두께가 되는 면(4)과 면(5) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d4, 제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 상면측 면(5)과 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 물체측 면(6) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d5로 설정된다.

제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 두께가 되는 면(6)과 면(7) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d6로, 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 상면측 면(7)과 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 상면측 면(8) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d7로 설정된다.

제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 두께가 되는 면(8)과 면(9) 사이의 광축(OX)상의 거리가 d8로, 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 상면측 면(9)과 상면(140) 사이의 거리가 d9로 설정된다.

이하에, 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 의한 실시예 5를 나타낸다. 또한, 실시예 5에서는, 촬상 렌즈(100F)의 각 렌즈 엘리먼트 유리 기판(투명체), 촬상부를 구성하는 촬상면(140)에 대해, 도 17에 도시하는 바와 같은 면 번호가 부여되어 있다.

[실시예 5]

표 17, 표 18, 표 19, 및 표 306에 실시예 5의 각 수치가 나타나 있다. 실시예 5의 각 수치는 도 16의 촬상 렌즈(100D)에 대응하고 있다.

표 17은, 실시예 5에서의 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈 엘리먼트, 유리 기판(투명체) 등의 곡률 반경(R : ㎜), 간격(d : ㎜), 굴절률(nd), 및 분산치(νd)를 나타내고 있다.

[표 17]

표 18은, 실시예 5에서의 비구면을 포함하는 제 1 렌즈 엘리먼트(111)의 면(1), 제 3 렌즈 엘리먼트(114D)의 면(5), 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 면(6), 및 제 4 렌즈 엘리먼트(121D)의 면(7)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

또한, 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 면(8), 및 제 5 렌즈 엘리먼트(131D)의 면(9)의 4차, 6차, 8차, 10차의 비구면 계수를 나타낸다.

표 18에서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

[표 18]

표 19는, 실시예 5에서의 촬상 렌즈(100B)의 초점 거리(f), 개구수(F), 반화각(ω), 렌즈 길이(H)가 구체적으로 나타나 있다.

여기서, 초점 거리(f)는 3.66[㎜]로, 개구수(F)는 2.1로, 반화각(ω)은 33.6deg로, 렌즈 길이(H)는 4.31[㎜]로 설정되어 있다.

[표 19]

표 20은, 실시예 5에서는, 상기 각 조건식(1) 내지 (11)을 만족하는 것을 나타낸다.

[표 20]

표 20에 표시하는 바와 같이, 실시예 5에서는, 제 2 렌즈군(120)의 벤딩 팩터(qL2)가 -0.96으로 설정되어, 조건식(1)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 3 렌즈군(130)의 입사면(제 3 렌즈군의 근축량)(RL3S1/f)이 -0.40으로 설정되어, 조건식(2)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 1 렌즈군(110)의 초점 거리(fg1)가 0.98로 설정되어, 조건식(3)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 2 렌즈군(120)의 합성 초점 거리(fg2)가 1.27로 설정되어, 조건식(4)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

제 4 렌즈군(130)의 합성 초점 거리(fg3)가 -0.59로 설정되어, 조건식(5)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

반화각(ω)이 33.6으로 설정되어, 조건식(6)에서 규정되는 조건을 만족하고 있다.

도 18은, 실시예 5에서, 구면 수차(색수차), 비점 수차, 및 왜곡 수차를 도시하는 수차도이다. 도 18의 (A)가 구면 수차(색수차), 도 18의 (B)가 비점 수차를, 도 18의 (C)가 왜곡 수차를 각각 나타내고 있다.

도 18로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3에 의하면, 구면, 비점, 왜곡의 여러 수차가 양호하게 보정되고, 결상 성능에 우수한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.

<6. 제 6의 실시 형태>

도 19는, 본 발명의 제 6의 실시 형태에 관한 웨이퍼 레벨 옵틱스를 개념적으로 도시하는 도면이다.

유리 기판(210)상에 레플리커 렌즈를 상하에 다수개 형성하여, 제 1 군(220)(110)으로 한다. 제 2 군(230)(120)도 마찬가지로 구성한다.

다음에 이들을 개개로 절단한다.

또한, 단일한 초재를 렌즈로 한 것을 제 3 군(240)(130)으로 하고, 이곳에 절단한, 제 1 군(220), 제 2 군(230)의 괴(塊)와 제 3 군(240)을 접착하여, 렌즈를 조립한다.

이상 상세히 설명한 본 실시 형태에 관한 광학 유닛은, 기본적으로 이하의 특징을 갖고서 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 조건식(1) 내지 (11)은, 제 1부터 제 4의 실시 형태(실시예 1 내지 4)에 공통되는 것이고, 필요에 응하여 적절히 채용함으로써, 개개의 촬상 소자 또는 촬상 장치에 적합한 보다 바람직한 결상 성능과 컴팩트한 광학계가 실현된다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 광학 유닛은, 기본적으로 제 1 렌즈군(110)과, 제 2 렌즈군(120)과, 제 3 렌즈군(130)에 의해 구성된다.

제 1 렌즈군은, 유리 기판상에 레플리커 렌즈가 상하에 형성되어 있고, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된, 제 1 렌즈 엘리먼트와, 제 1 투명 기판과, 제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한다.

투명 기판은, 염가로 제조하기 위해 쇼트사(社)의 BK7 상당의 유리판이 사용되고, 이 유리 기판에 크롬막 등의 차광 수단을 시행하여 조리개로 한다.

이 때문에, 통상의 성형품이나 시트와 달리 두께가 거의 무시할 수 있을 정도이기 때문에 이 두께에서 발생하는 고스트나 플레어가 없고, 주변 광량 떨어짐도 없다. 또한, IR 컷트 필터도 유리 기판에 부착시킨다.

이에 의해, 통상 렌즈 소자와 촬상 소자의 사이에 넣는 IR 컷트 필터가 불필요하게 되기 때문에, 백 포커스를 짧게 할 수 있고, 이에 의해 광학 설계의 자유도가 올라가고, 광학제 특성이 보다 좋은 설계를 할 수 있다.

또한, 이들 2개의 부품이 유리 기판에 부착될 수 있음에 의해, 부품 갯수가 적고 염가로 신뢰성이 높은 소자로 할 수 있다.

또한, 제 1 렌즈 엘리먼트와 제 2 렌즈 엘리먼트는, 다른 렌즈 재료를 사용할 수가 있어서, 종래의 3군 렌즈 소자보다 더욱 광학 특성에 우수한 광학 소자를 제작할 수 있다.

또한, 제 1 렌즈 엘리먼트를 유리 기판상에 형성함에 의해, 제 1 렌즈 엘리먼트 아래에 조리개를 시행한 경우, 기존의 유리 몰드 렌즈나 플라스틱 몰드 렌즈로 구성한 경우보다, 유효 광학계의 최외부를 얇게 할 수 있다.

이에 의해서도 광학 특성을 높일 수 있다.

또한, 또한 제 1 렌즈 엘리먼트를 더블릿 렌즈로 하여 색수차를 더욱 작게 하여, 더욱 고해상도로 하는 것도 가능하다.

제 2 렌즈군은, 크게 벤딩하지 않은 것이 특징이다.

이것은, 특히 제 1 렌즈군과 제 3 렌즈군이 수차 보정에 크게 기여하기 때문에, 제 2 렌즈군이 벤딩할 필요가 없어졌기 때문이다.

또한, 유리 기판을 사용하는 HYBRID 타입도 사용 가능하고, 여기서도, 벤딩이 적으면, 렌즈의 두께를 얇게 할 수 있고, 제조상 만들기 쉬워져서, 메리트가 된다.

제 3 렌즈군은, 큰 부의 파워를 가지며, 입사면이 크게 물체측으로 벤딩한다. 이 곡률 중심이 조리개 부근에 오기 때문에, 비점 수차와 코마 수차를 잘 보정한다.

또한, 출사측 면도 대강 물체측으로 벤딩하여, 상측(像側)으로 볼록형상을 향한 형상으로 되어 있고, 고스트가 나오기 어려운 구조로 되어 있다.

군(群)을 단위로 하여 본 경우, 파워 배치가, 정정부(正正負)의 구성을 취하고, 수차를 잘 보정하며, 또한, 광로 길이를 짧게 할 수 있다.

여기서, 제 1 렌즈군은 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈이기 때문에, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트에서 다른 재료로 구성하는 것이 가능하여, 제 1 렌즈군만으로 색수차를 취할 수 있다.

다음에, 제 2 렌즈군을 정의 파워, 제 3 렌즈군을 부의 파워로, 양자 아베수 30 부근의 초재로 구성할 수 있다.

또한, 제 3 렌즈군은, 종래예와 같이 크게 구면 형상으로부터 벗어나는 일이 없고, 밝게 하여도, 상높이에 의한 수차의 변화가 보다 적고, 보다 밝은 렌즈로 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태의 주된 목적은, 특히 밝고, 고해상도, 소형으로 고정 초점(FF) 렌즈에 최적의 광학 유닛을 제공하는 것이다.

일반적으로, 3군3매의 종래 렌즈는, 피사계 심도가 깊고 FF 렌즈에 최적인 것이 알려져 있다.

그러나, Fno를 밝게 하여 가면 급격하게 MTF가 열화되어, Fno 2.4 정도가 한계이다. 더욱 광학 특성을 올리는데는 4군4매 렌즈를 채용하는 것이 생각되지만, 4군4매 렌즈는 피사계 심도가 얕고, FF 렌즈로 채용하기가 어렵다.

본 실시 형태에서는, 이들의 부적합점을 극복하는 것이 가능하고, 3군3매 렌즈와 같이 피사계 심도가 깊지만 Fno를 2.1 이하까지 밝게 할 수가 있어서, 높은 MTF를 확보하는 것이 가능하다. 물론 어두운 렌즈라도 사용 가능하다.

3군 모두 하이브리드(HYBRID) 방식의 렌즈로 구성, 또는, 하이브리드(HYBRID 방식)와 캐스팅(Casting) 방식의 혼합으로, 3군 모두 웨이퍼상으로 제조도 가능하다.

또한, 오히려 본 실시 형태에서는, 제 1 렌즈군을 웨이퍼상으로 만들고, 개편화하고 나서 제 2 렌즈군과 제 3 렌즈군과 조립한다.

또는, 제 1 렌즈군과 제 2 렌즈군을 웨이퍼상으로 만들어 개편화하고 나서 제 3 렌즈군과 조립하는, 등의 수법의 쪽이 유력한 조립 방법으로서 채용하는 것이 가능하다.

왜냐하면, 3군 구성을 사용하는 고화소의 카메라 모듈에서는, 웨이퍼상으로 다수개 동시에 만들어도, 개개의 디포커스의 편차가 크고, 개편화 후에 촬상 소자와 조합시키는 것이 되어, 웨이퍼상으로 최종형을 완성시킬 필요가 희박하다.

그보다도, 제 1 렌즈군의 취하는 개수를 올리기 위해, 1 군은, 웨이퍼상으로 만들어 개편화 후 조립하거나, SAG량(量)이 큰 제 3 렌즈군은, 개개로 몰드(Mold) 렌즈로 제작하여, 제조 난이도를 내려서, 전체를 최적화한 쪽이 염가로 할 수 있다.

이하에, 조합 가능한 구성의 대략을 열기한다.

· HYBRID + (mold or casting) + (mold or casting)

· HYBRID + HYBRID + (mold or casting)

· HYBRID + HYBRID + HYBIRD

· HYBRID + (mold or casting) + HYBRID

(여기서 mold 렌즈는, 레플리커 렌즈라도 좋다)

(또한, HYBRID는 속에 더블릿 구조 렌즈를 포함하는 경우도 있다)

이상 설명한 본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

본 실시 형태에 의하면, 상기 하이브리드(Hybrid) 방식 웨이퍼 옵토와 통상의 몰드 제법에 의해 만들어진 렌즈로 구성한 광학 유닛의 양쪽의 이점을 겸비한다.

조리개를 제 1 렌즈군의 유리 기판에 부착할 수가 있어서, 부품 갯수를 삭감할 수 있고, 싸게 할 수 있다. 또한, 외부 부착 부품과 같이 조리개부에 두께를 갖지 않기 때문에, 고스트 요인과 주변 광량 떨어짐이 없고 보다 광학 특성이 좋아진다.

제 1 렌즈군의 에지의 두께를 얇게 할 수 있다. 광학 특성을 좋게 할 수 있다.

IR 컷트 필터도 제 1 렌즈군의 유리 기판에 부착할 수가 있어서, 부품 갯수를 삭감할 수 있고, 싸게 할 수 있다. 또한, 외부 부착 IR 컷트 필터가 필요하지 않기 때문에, 백 포커스를 짧게 할 수 있고, 렌즈 설계 자유도가 올라가고, 보다 광학 특성이 우수한 유닛이 될 수 있다.

제 1 렌즈군에 하이브리드(HYBRID) 방식의 웨이퍼 옵토를 이용하기 때문에, 표리에서 아베수가 다른 재질을 사용할 수 있다.

어느 렌즈도 구면 형상으로부터 크게 어긋나지 않기 때문에, Fno를 밝은 측으로 할 수 있다.

제 3 렌즈군의 입사면의 곡률이 조리개 부근에 오기 때문에, 비점 수차와 코마 수차를 잘 보정한다. 또한, 표면 형상이 구불거리지가 않아, 이에 의해 밝게 되어도, 상높이에 의해 수차의 변화가 적고 Fno를 밝은 측으로 할 수 있다.

제 3 렌즈군의 출사면이 대강 상면에 대해 볼록형상을 하고 있기 때문에, 상면( 이미져)의 반사가 이 면에서 반사하여도 결상하는 일이 없고, 고스트가 되지 않는다.

또한, 외주(外周)에서 이미져에의 입사광의 입사각이 커지지 않아, 바람직한 카메라 특성을 갖는다.

제 2 렌즈군의 벤딩이 깊게 벤딩하지 않기 때문에 AR 코트를 정확하게 부가할 수 있고 고스트 요인이 되지 않는다.

또한, 유리 몰드를 사용할 수 있다. 온도특성을 고정할 수 있다.

군 단위로는 정정부의 파워 구성을 취하고, 제 1 렌즈군 내에서, 정의 파워로 아베수가 큰 제 1 엘리먼트, 또한, 부의 파워로 아베수가 작은 제 2 엘리먼트로 색 보정을 행한다. 그리고, 제 2 렌즈군이 정의 파워, 제 3 렌즈군이 부의 파워를 취하고 대강 같은 아베수의 초재를 사용하여 색수차를 내지 않도록 구성 가능하다. 또한, 최후에 부의 파워의 렌즈계가 오기 때문에, 광로 길이를 짧게 할 수 있다.

투영 면적에 크게 기여하는 제 3 렌즈군을 몰드 렌즈로 구성할 수 있기 때문에, 투영 형상을 원형상으로 할 수 있고, 개편화하여 모듈 면적이 작다.

또한, 이 경우 스크류 경통(鏡筒)에 넣어서 통상(通常)의 설비로 포커스 조정을 할 수가 있어서, 통상의 비용이 싼 제조 프로세스로 제조할 수 있다.

제 3 렌즈군을 후에 조립하는 경우, 제 1 렌즈군을 웨이퍼 내에서 간극 없이 메울 수가 있어서, 취하는 개수를 늘릴 수 있다. 이에 의해 전체로서 싸게 할 수 있다.

3군 구성보다 밝고, 4군 구성보다 피사계 심도가 깊다는 이점이 있다.

동등한 Fno인 경우, 3군3매와 동등 이상의 피사계 심도를 가지며 광학 전체 길이를 짧게 할 수 있다.

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

또한, 고성능으로 하는데는 입사측 제 1 렌즈를 더블릿으로 한 것이 유용하고, 이에 의해, 보다 색수차를 작게 한 광학계를 구성할 수 있고, 매우 밝고, 또한, 통상의 광학계에서 4장 구성에 상당하는 해상도를 실현할 수 있다.

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

<7. 제 7의 실시 형태>

도 20은, 본 실시 형태에 관한 광학 유닛을 포함하는 촬상 렌즈가 채용되는 촬상 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.

본 촬상 장치(300)는, 도 20에 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 유도하고, 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 스틸 카메라 등의 촬상 장치에서, 광학계(310)로서, 선술한 촬상 렌즈(100, 100A, 100B, 100C, 100D)를 탑재함으로써, 저소비 전력으로, 고정밀한 카메라를 실현할 수 있다.

100, 100A 내지 100D : 촬상 렌즈
110, 110A 내지 110D : 제 1 렌즈군
120, 120A 내지 120D : 제 2 렌즈군
130, 130A 내지 130D : 제 3 렌즈군
300 : 촬상 장치
310 : 광학계
320 : 촬상 디바이스
330 : 구동 회로(DRV)
340 : 신호 처리 회로(PRC)

Claims

물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈군과,
제 2 렌즈군과,
제 3 렌즈군을 가지며,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
제 1 투명체와,
제 2 렌즈 엘리먼트를 포함하며,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1)가 상기 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2) 보다 크고,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1) 및 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2)가,
57.3 ≤ νE1 ≤ 90
νE2 = 30 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 렌즈군의 벤딩 팩터(qL2)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
-10 ≤ qL2 ≤ -0.4 (1)
qL2 = (RL2S2 + RL2S1)/(RL2S2 - RL2S1)
RL2S1 : 제 2 렌즈군의 입력측 면(S1)의 곡률 반경
RL2S2 : 제 2 렌즈군의 출사측 면(S2)의 곡률 반경
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 3 렌즈군의 근축량이 하기한 조건식을 만족하고, 또한 면 형상이 오목형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
-3 ≤ RL3S1/f ≤ -0.2 (2)
RL3S1 : 제 3 렌즈군의 입사측 면(S1)의 곡률 반경
f : 렌즈계의 초점 거리
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 3 렌즈군의 렌즈 두께가 외주로 감에 따라 단조증가하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
적어도 상기 제 3 렌즈군이,
개별 또는 웨이퍼상으로 성형된 후에 개편화하여, 조립됨에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
제 1 투명체와,
제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되고,
상기 제 2 렌즈군과 상기 제 3 렌즈군이,
렌즈 초재를 일체 성형한 캐스팅 또는 몰드에 의한 렌즈로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
제 1 투명체와, 제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되고,
상기 제 2 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 3 렌즈 엘리먼트와,
제 2 투명체와,
제 4 렌즈 엘리먼트를 포함하는 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되고,
상기 제 3 렌즈군이,
렌즈 초재를 일체 성형한 캐스팅 또는 몰드에 의한 렌즈로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
제 1 투명체와,
제 2 렌즈 엘리먼트를 포함한 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되고,
상기 제 2 렌즈는, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 3 렌즈 엘리먼트와,
제 2 투명체와,
제 4 렌즈 엘리먼트를 포함하는 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되고,
상기 제 3 렌즈군은, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 5 렌즈 엘리먼트와,
제 3 투명체와,
제 6 렌즈 엘리먼트를 포함한 하이브리드 방식의 렌즈로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군의 초점 거리(fg1), 상기 제 2 렌즈군의 초점 거리(fg2), 및 상기 제 3 렌즈군의 초점 거리(fg3)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.5 ≤ fg1/f ≤ 1.5 (3)
0.5 ≤ fg2/f ≤ 50 (4)
-5 ≤ fg3/f ≤ -0.3 (5)
f : 전체의 초점 거리
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
화각이 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
20 ≤ ω ≤ 40 (6)
ω : 반화각
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1) 및 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
45 ≤ νE1 ≤ 90 (7)
20 ≤ νE2 ≤ 60 (8)
νE1 : 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수
νE2 : 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
렌즈계의 F 넘버가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
1.0 ≤ Fno ≤ 3.0 (9)
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
렌즈계의 광학 길이(TT)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.8 ≤ TT/f ≤ 1.5 (10)
f : 전체의 초점 거리
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
렌즈계의 백 포커스(BF)가 하기한 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
0.01 ≤ BF ≤ 0.6 (11)
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트와 상기 제 2 렌즈 엘리먼트가 더블릿 렌즈를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 15항에 있어서,
더블릿을 형성하는 제 1 렌즈 엘리먼트가 양볼록형상이고 제 2 렌즈 엘리먼트가 요평형상인 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제 16항에 있어서,
제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수가 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수보다 큰 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
촬상 소자와,
촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며,
상기 광학 유닛은,
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈군과,
제 2 렌즈군과,
제 3 렌즈군을 포함하고,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
제 1 투명체와,
제 2 렌즈 엘리먼트를 포함하며,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1)가 상기 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2) 보다 크고,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1) 및 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2)가,
57.3 ≤ νE1 ≤ 90
νE2 = 30 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
촬상 소자와,
촬상 소자에 피사체상을 결상하는 광학 유닛을 가지며,
상기 광학 유닛은,
물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈군과,
제 2 렌즈군과,
제 3 렌즈군을 포함하고,
상기 제 1 렌즈군이, 물체측부터 상면측을 향하여 순번대로 배치된,
제 1 렌즈 엘리먼트와,
투명체와,
제 2 렌즈 엘리먼트를 포함하고,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트와 상기 제 2 렌즈 엘리먼트가 더블릿 렌즈를 형성하고 있으며,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1)가 상기 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2) 보다 크고,
상기 제 1 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE1) 및 제 2 렌즈 엘리먼트의 아베수(νE2)가,
57.3 ≤ νE1 ≤ 90
νE2 = 30 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.