촬영 렌즈 광학계(Photographic lens optical system)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2011년11월02일
(11) 등록번호 10-1079025
(24) 등록일자 2011년10월27일
(51) Int. Cl.

G02B 13/00 (2006.01) G02B 9/12 (2006.01)
G02B 5/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0041342
(22) 출원일자 2009년05월12일
심사청구일자 2009년05월12일
(65) 공개번호 10-2010-0122346
(43) 공개일자 2010년11월22일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020050017358 A*
KR1020090012301 A
JP2008020513 A
JP2008139853 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
주식회사 코렌
경기 성남시 중원구 상대원동 151-2
(72) 발명자
조재훈
경기도 성남시 분당구 서현동 한양시범아파트
330-103
(74) 대리인
리앤목특허법인
전체 청구항 수 : 총 12 항 심사관 : 경천수
(54) 촬영 렌즈 광학계
(57) 요 약
렌즈 광학계에 대해 개시되어 있다. 개시된 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된
제1, 제2 및 제3 렌즈를 포함한다. 상기 제1 렌즈는 정( )의 굴절력을 갖고 상기 피사체측으로 볼록할 수 있다.
상기 제2 렌즈는 정( )의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈는 부(-)의 굴절
력을 가질 수 있고, 그의 입사면과 출사면은 복수의 변곡점을 갖는 비구면일 수 있다. 상기 제2 렌즈의 입사면의
곡률반경(r4)과 상기 제2 렌즈의 출사면의 곡률반경(r5)은 0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5 를 만족할 수 있고, 상기 렌즈 광
학계의 화각(θ)과 상기 렌즈 광학계의 초첨거리(f)는 1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0 을 만족할 수 있다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1079025
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2
렌즈 및 제3 렌즈를 구비하되,
상기 제1 렌즈는 정( )의 굴절력을 가지고 상기 피사체 측으로 볼록하며,
상기 제2 렌즈는 정( )의 굴절력을 가지고 상기 이미지센서 측으로 볼록하며,
상기 제3 렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 복수의 변곡점을 가지며,
아래의 수학식들을 만족하는 렌즈 광학계.
0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0
여기서, r4 는 상기 제2 렌즈의 입사면의 곡률반경이고, r5 는 상기 제2 렌즈의 출사면의 곡률반경이며, θ는 상
기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초첨거리이다.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 광학계의 초점거리(f)와 상기 제1 렌즈의 초점거리(f1) 사이에 다음 수학식이 성립하는 렌즈 광학계.
<수학식>
0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0
청구항 3
제 1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 초점거리(f1)와 상기 제2 렌즈의 초점거리(f2) 사이에 다음 수학식이 성립하는 렌즈 광학계.
<수학식>
0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5
청구항 4
삭제
청구항 5
삭제
청구항 6
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 광학계는 하기의 수학식 1 및 2 를 만족하는 렌즈 광학계.
수학식 1 : 0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0
수학식 2 : 0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5
여기서, f는 상기 렌즈 광학계의 초첨거리이고, f1 은 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f2 는 상기 제2 렌즈의 초
점거리이다.
등록특허 10-1079025
- 2 -
청구항 7
제 1 항에 있어서,
상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 두 개의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
청구항 8
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 렌즈 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면과 출사면은 비구면인 렌즈 광학계.
청구항 9
제 1 항에 있어서,
상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈인 렌즈 광학계.
청구항 10
제 1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치된 렌즈 광학계.
청구항 11
제 1 항에 있어서,
상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비된 렌즈 광학계.
청구항 12
제 11 항에 있어서,
상기 적외선 차단 수단은 상기 제3 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비된 렌즈 광학계.
청구항 13
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 70°이상인 렌즈 광학계.
청구항 14
피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2
렌즈 및 제3 렌즈를 구비하되,
상기 제1 렌즈는 정( )의 굴절력을 가지고 상기 피사체 측으로 볼록하며,
상기 제2 렌즈는 정( )의 굴절력을 가지고 상기 이미지센서 측으로 볼록하며,
상기 제3 렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 복수의 변곡점을 갖고, 상
기 제3 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 이미지센서 측으로 볼록하며,
아래의 수학식을 만족하는 렌즈 광학계.
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0
여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초첨거리이다.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
등록특허 10-1079025
- 3 -
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라에 채용되는 렌즈 광학계에 관한 것이다. [0001]
배 경 기 술
최근 전하 결합 소자(charge coupled device)(CCD)와 씨모스 이미지센서(complimentary metal oxide[0002]
semiconductor image sensor)(CMOS 이미지센서)와 같은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라(이하, 카메라)의 보급
이 급속하게 확대되고 있다.
카메라의 해상도를 높이기 위해 고체 촬상 소자의 화소 집적도는 높아지고 있다. 이와 함께 상기 카메라에 내장[0003]
되는 렌즈 광학계의 성능 개선을 통해서 상기 카메라의 소형 및 경량화도 진행되고 있다.
일반적으로 소형 카메라의 렌즈 광학계는 그 성능 확보를 위해, 예컨대, 넓은 화각(angle of view) 확보 및 수[0004]
차 보정 등을 위해 적어도 네 장 정도의 많은 렌즈를 사용한다. 렌즈 광학계가 많은 렌즈를 포함할 경우, 화각
확대 및 수차 보정에 도움이 될 수 있으나, 렌즈 광학계의 소형 및 경량화, 곧 카메라의 소형 및 경량화가 어려
울 수 있고, 제조 및 제품 비용도 높아질 수 있다. 따라서 기능 확보만을 고려하여, 많은 수의 렌즈를 사용하기
는 어렵다.
기존의 카메라 폰에 사용되는 렌즈 광학계의 경우, 일반적으로 60∼63°정도의 화각을 갖는다. [0005]
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소형·경량화에[0006]
유리하고, 넓은 화각 및 우수한 성능을 갖는 렌즈 광학계를 제공하는데 있다.
과제 해결수단
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에[0007]
상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 구비하되, 상기 제1 렌즈는 정( )의
굴절력을 가지고 상기 피사체 측으로 볼록하며, 상기 제2 렌즈는 정( )의 굴절력을 가지고 상기 이미지센서 측
으로 볼록하며, 상기 제3 렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 복수의 변
곡점을 갖는 렌즈 광학계를 제공한다.
상기 렌즈 광학계는 하기의 수학식 1 내지 4 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하다. [0008]
<수학식 1>[0009]
0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0[0010]
여기서, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이고, f1 은 상기 제1 렌즈의 초점거리이다. [0011]
<수학식 2>[0012]
0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5[0013]
여기서, f1 은 상기 제1 렌즈의 초첨거리이고, f2 는 상기 제2 렌즈의 초점거리이다. [0014]
<수학식 3>[0015]
0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5 [0016]
여기서, r4 은 상기 제2 렌즈의 입사면의 곡률반경이고, r5 는 상기 제2 렌즈의 출사면의 곡률반경이다. [0017]
<수학식 4>[0018]
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0[0019]
여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다. [0020]
상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 두 개의 변곡점을 가질 수 있다.[0021]
등록특허 10-1079025
- 4 -
상기 제1 및 제2 렌즈 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면과 출사면은 비구면일 수 있다. [0022]
상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈일 수 있다. [0023]
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다. [0024]
상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다. [0025]
상기 적외선 차단 수단은 상기 제3 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비될 수 있다. [0026]
상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 70°이상일 수 있다. [0027]
효 과
본 발명의 실시예에 따르면, 소형·경량이면서도 큰 화각 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수[0028]
있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된[0029]
정( ), 정( ), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기한 수학식 1 내지 4 중 적어도 어느
하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 큰 화각을 가질 수 있고, 카메라의 소형/경량화 및 고성능화에
유리할 수 있다.
특히, 상기 제1 및 제2 렌즈는 정( )의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈로서, 이들로 인해 렌즈 광학계의 길이[0030]
(전장)가 짧아질 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면이 복수의 변곡점을 갖는 경우, 각종 수차 보
정이 용이할 수 있고, 주광선(chief ray)의 출사각을 작게 하여 비네팅(vignetting)도 방지할 수 있다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 상세한 설명 전체[0031]
에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한(혹은, 유사한) 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.[0032]
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는, 피사체(OBJ)와 피사체(OBJ)의 상이 맺[0033]
히는 이미지센서(IMG) 사이에 피사체(OBJ)측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈(Ⅰ), 제2 렌즈(Ⅱ) 및 제3 렌즈
(Ⅲ)를 구비한다. 제1 렌즈(Ⅰ)는 정(正)(positive)의 굴절력을 가지고 피사체(OBJ) 측으로 볼록한 메니스커스
(meniscus) 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(Ⅱ)는 정의 굴절력을 갖고, 이미지센서(IMG) 측으로 볼록한 메니스커스
(meniscus) 렌즈일 수 있다. 제1 및 제2 렌즈(I, Ⅱ) 중 적어도 하나의 입사면(1*, 4*)과 출사면(2*, 5*)은 비
구면일 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 렌즈(I, Ⅱ) 각각의 입사면(1*, 4*)과 출사면(2*, 5*)은 모두 비구면일 수
있다. 제3 렌즈(Ⅲ)는 부(負)(negative)의 굴절력을 가질 수 있고, 제3 렌즈(Ⅲ)의 입사면(6*)과 출사면(7*) 중
적어도 하나는 복수의 변곡점을 갖는 비구면일 수 있다. 예컨대, 제3 렌즈(Ⅲ)의 입사면(6*)과 출사면(7*) 각각
은 두 개의 변곡점을 가질 수 있다. 여기서, 상기 변곡점의 수는 도 1 내지 도 3의 제3 렌즈(Ⅲ) 단면도의 입사
면(6*)에 해당하는 곡선(이하, 제1 곡선)과 출사면(7*)에 해당하는 곡선(이하, 제2 곡선)에서의 변곡점의 개수
를 의미한다. 즉, 상기 제1 곡선 및 제2 곡선 각각에서 변곡점은 복수 개일 수 있다. 제1 렌즈(Ⅰ)는 강한 정의
굴절력을 가질 수 있고, 제2 및 제3 렌즈(Ⅱ, Ⅲ)는 수차 보정 렌즈로서 기능할 수 있다.
제1 렌즈(I)와 제2 렌즈(Ⅱ) 사이에 조리개(S1)가 구비될 수 있다. 그리고 제3 렌즈(Ⅲ)와 이미지센서(IMG) 사[0034]
이에 적외선 차단 수단(Ⅳ)이 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅳ)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 적외선 차
단 수단(Ⅳ)은 피사체(OBJ)와 제3 렌즈(Ⅲ) 사이에 구비될 수도 있다.
그리고 상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 다음의 수학식 1 내지 4 중 적어도 하[0035]
나를 만족하는 것이 바람직하다.
수학식 1
0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0[0036]
여기서, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이고, f1 은 제1 렌즈(I)의 초점거리이다. [0037]
수학식 1은 제1 렌즈(Ⅰ)의 굴절력을 결정하기 위한 조건으로, 구면수차의 보정 및 렌즈 광학계의 컴팩트화에[0038]
등록특허 10-1079025
- 5 -
관련한다. 수학식 1에서 f/f1이 하한값(0.7) 이하인 경우, 렌즈 광학계의 컴팩트화에 유리하지만, 구면수차가
커질 수 있다. 반면, 수학식 1에서 f/f1이 상한값(1.0) 이상인 경우, 구면수차의 보정은 쉬워지지만, 렌즈 광학
계의 전체 길이가 길어지므로 컴팩트화가 곤란할 수 있다. 수학식 1의 조건을 만족하는 경우, 구면수차를 양호
한 상태로 유지하면서 렌즈 광학계를 컴팩트하게 만들 수 있다.
수학식 2
0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5[0039]
여기서, f1 은 제1 렌즈(I)의 초첨거리이고, f2 는 제2 렌즈(Ⅱ)의 초점거리이다. [0040]
수학식 2는 제2 렌즈(Ⅱ)의 굴절력을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 2에서 f1/f2이 하한값(0.5) 이하인[0041]
경우, 구면수차 및 코마수차는 작아지지만, 렌즈 광학계의 컴팩트화가 어려울 수 있다. 반면, 수학식 1에서
f1/f2이 상한값(1.5) 이상인 경우, 렌즈 광학계의 컴팩트화는 유리할 수 있지만, 구면수차 및 코마수차가 커질
수 있다.
수학식 3
0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5 [0042]
여기서, r4 은 제2 렌즈(Ⅱ)의 입사면(4*)의 곡률반경이고, r5 는 제2 렌즈(Ⅱ)의 출사면(5*)의 곡률반경이다. [0043]
수학식 3은 제2 렌즈(Ⅱ)의 형상을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 3에서 r4/r5 이 하한값(0.5) 이하인[0044]
경우, 제2 렌즈(Ⅱ)의 가공이 용이할 수 있으나 렌즈 광학계의 컴팩트화는 어려울 수 있다. 반면, r4/r5 이 상한
값(1.5) 이상인 경우, 렌즈 광학계의 컴팩트화는 유리할 수 있으나, 제2 렌즈(Ⅱ)의 곡률반경이 작아져 제2 렌
즈(Ⅱ)의 가공이 어려울 수 있다.
수학식 4
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0[0045]
여기서, θ는 렌즈 광학계의 화각이고, f는 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다. [0046]
수학식 4는 렌즈 광학계의 화각을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 4에서 tanθ / f 이 하한값(1.3)을[0047]
이하인 경우, 구면수차 및 코마수차는 작아질 수 있지만, 화각 또한 작아진다. 반면, tanθ / f 이 상한값(2.0)
이상인 경우, 화각 확장에 유리하지만, 구면수차 및 코마수차가 커질 수 있다.
상기한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 수학식 1 내지 수학식 4의 값들은 아래의 표 1 내지 표 4에[0048]
나타낸 바와 같다.
표 1
구분[0049] f f1 수학식 1
(0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0)
제1 실시예 1.900 1.986 0.957
제2 실시예 1.910 1.953 0.978
제3 실시예 1.850 2.241 0.826
표 2
구분[0050] f1 f2 수학식 2
(0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5)
제1 실시예 1.986 1.704 1.165
제2 실시예 1.953 3.537 0.552
제3 실시예 2.241 1.806 1.241
등록특허 10-1079025
- 6 -
표 3
구분[0051] r4 r5 수학식 1
(0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5 )
제1 실시예 -0.440 -0.374 1.177
제2 실시예 -0.455 -0.463 0.983
제3 실시예 -0.480 -0.400 1.201
표 4
구분[0052] θ f 수학식 2
(1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0)
제1 실시예 73° 1.900 1.72
제2 실시예 73° 1.910 1.71
제3 실시예 73° 1.850 1.76
표 1 내지 표 4를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 실시예의 렌즈 광학계는 수학식 1 내지 수학식 4를 만족하는 것[0053]
을 알 수 있다.
이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한[0054]
다.
다음 표 5 내지 표 7은 각각 도 1 내지 도 3의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률 반경, 렌즈 두께[0055]
또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베(abbe) 상수 등을 나타낸다. 표 5 내지 표 7에서 r은 곡률 반경, d는 렌
즈 두께 또는 렌즈 간격 또는 인접한 구성 요소간의 간격, Nd는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 렌즈의 굴절률,
Vd는 아베 상수를 나타낸 것이다. 표 5 내지 표 7의 렌즈면 번호에서 *는 해당 렌즈면이 비구면임을 나타낸다.
그리고 r 값과 d 값의 단위는 ㎜이다.
표 5
제1 실시예[0056] 면 r d Nd Vd
I 1* 0.769 0.320 1.53 55.7
2* 2.401 0.076
S1 0.349
Ⅱ 4* -0.439 0.329 1.53 55.7
5* -0.373 0.100
Ⅲ 6* -2.443 0.453 1.53 55.7
7* 3.906 0.200
Ⅳ 8 0.300 1.52 64
9 0.300
IMG 0.163
표 6
제2 실시예[0057] 면 r d Nd Vd
I 1* 0.659 0.320 1.53 55.7
2* 1.495 0.08
S1 0.304
Ⅱ 4* -0.455 0.343 1.53 55.7
5* -0.462 0.100
Ⅲ 6* 8.560 0.478 1.53 55.7
7* 3.094 0.200
등록특허 10-1079025
- 7 -
Ⅳ 8 0.300 1.52 64
9 0.300
IMG 0.152
표 7
제3 실시예[0058] 면 r d Nd Vd
I 1* 0.985 0.32 1.53 55.7
2* 4.973 0.076
S1 0.408
Ⅱ 4* -0.479 0.340 1.53 55.7
5* -0.399 0.100
Ⅲ 6* 3.474 0.350 1.53 55.7
7* 1.049 0.2
Ⅳ 8 0.3 1.52 64
9 0.3
IMG 0.208
한편, 도 1 내지 도 3에 각각 대응하는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 구경비(Fno), 초[0059]
점거리(f) 및 화각(θ)은 아래의 표 8에 나타낸 바와 같다.
표 8
구 분[0060] 구경비(Fno) 초점거리(f) [mm] 화각(θ) [°]
제1 실시예 3.0 1.90 73
제2 실시예 3.0 1.91 73
제3 실시예 3.0 1.85 73
또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계에서 각 렌즈의 비구면은 수학식 5의 비구면 방정식을[0061]
만족한다.
수학식 5
[0062]
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리를, c'은 렌즈의[0063]
정점에 있어서의 곡률반경의 역수(=1/r)를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D 및 E 는 비구면 계
수를 나타낸다.
다음 표 9 내지 표 11은 각각 도 1 내지 도 3에 대응되는 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 시스템에서 비구면[0064]
의 비구면 계수를 나타낸다. 즉, 표 9 내지 표 11은 각각 표 5 내지 표 7의 각 렌즈의 입사면(1*, 4*, 6*)과 출
사면(2*, 5*, 7*)의 비구면 계수를 나타낸다.
표 9
면[0065] K A B C D E
1* -0.1211 0.1101 -1.0341 3.2586 9.1555 -125.4544
2* 32.8929 -0.4569 -1.4702 -13.3973 14.4045 74.6508
4* 0.0114 -1.8873 -5.0106 -7.5150 448.9408 4.5346
5* -0.7180 0.4467 -1.6156 -9.9173 51.4669 118.0768
6* -33.2169 0.0928 0.4196 -0.8055 0.0263 0.4227
7* -89.8901 -0.5247 0.7226 -0.5631 0.1541 -0.0056
등록특허 10-1079025
- 8 -
표 10
면[0066] K A B C D E
1* 0.00856 0.2679 -1.9746 18.9330 -30.4919 -217.8795
2* 12.7230 -0.3433 0.0970 -32.0717 26.6794 70.6976
4* 0.4214 -0.1228 -5.7308 -4.8492 469.1639 -1.5821
5* -0.6639 -0.3310 1.8820 -15.0473 21.2479 83.6268
6* -8.833 -0.3194 0.7691 -0.7412 -0.0172 0.3660
7* -61.5422 0.5308 0.6081 -0.5567 0.2157 -0.0098
표 11
면[0067] K A B C D E
1* -0.3919 0.0050 -0.2468 -1.7272 11.2331 -9.9673
2* 127.8030 -0.3923 -0.8527 -2.4087 -25.4477 74.6508
4* -0.1793 -0.7253 -2.4191 -2.6906 206.6233 4.5345
5* -0.7379 0.2837 1.4901 -13.8310 33.0501 64.4125
6* -2409.8358 -0.0918 0.4673 -0.6253 0.0451 0.3632
7* -22.7229 -0.5156 0.6901 -0.5504 0.1379 0.0049
도 4는 본 발명의 제1 실시예(도 1)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 5의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수[0068]
차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여
주는 수차도이다.
도 4의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면만[0069]
곡, 즉 자오상면만곡(tangential field curvature)(T)과 구결상면만곡(sagittal field curvature)(S)을 나타낸
것이다. (a) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 435.8343nm, 486.1327nm, 546.0740nm, 587.5618nm,
656.2725nm이었다. (b) 및 (c) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 546.0740nm이었다. 이는 도 5 및 도 6
에서도 마찬가지이다.
도 5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 6의 수치를 갖는 렌즈[0070]
광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 7의 수치를 갖는 렌즈[0071]
광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제1 실시예(도 1)에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서 상대[0072]
필드 높이가 1.0 일 때의 횡수차를 보여준다. 도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 횡수차는 파장이 435.8343nm,
486.1327nm, 546.0740nm, 587.5618nm, 656.2725nm 인 광에 대해서 측정한 것이다. 이는 도 8 및 도 9에서도 마
찬가지이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서 상대[0073]
필드 높이가 1.0 일 때의 횡수차를 보여준다.
도 9의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서 상대[0074]
필드 높이가 1.0 일 때의 횡수차를 보여준다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차[0075]
적으로 배열된 정( ), 정( ), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제3 렌즈(Ⅰ∼Ⅲ)를 포함하고, 상기한 수학식 1
내지 수학식 4 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 세 개의 렌즈를 포함하면서도, 70
°이상의 큰 화각을 가질 수 있고, 각종 수차를 용이하게 보정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면,
소형·경량이면서도 큰 화각 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
제1 및 제2 렌즈(Ⅰ, Ⅱ)는 정( )의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈로서, 이들로 인해 렌즈 광학계의[0076]
길이(전장)가 짧아질 수 있다. 또한, 제3 렌즈(Ⅲ)의 입사면(6*)과 출사면(7*)이 복수의 변곡점을 갖는 비구면
인 경우, 제3 렌즈(Ⅲ)로 각종 수차를 용이하게 보정할 수 있고, 주광선(chief ray)의 출사각을 작게 하여 비네
등록특허 10-1079025
- 9 -
팅(vignetting)도 방지할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람[0077]
직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자
라면, 적외선 차단 수단(Ⅳ)으로서 필터를 대신하여 차단막을 사용할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그 밖에도
다양한 변형예가 가능함을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것
이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도면의 간단한 설명
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성 요소의 배치를 보여주[0078]
는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는[0079]
수차도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는[0080]
수차도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는[0081]
수차도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.[0082]
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.[0083]
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.[0084]
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *[0085]
Ⅰ: 제1 렌즈 Ⅱ : 제2 렌즈[0086]
Ⅲ : 제3 렌즈 Ⅳ : 적외선 차단 수단[0087]
OBJ : 피사체 S1 : 조리개[0088]
IMG : 이미지센서[0089]
등록특허 10-1079025
- 10 -
도면
도면1
등록특허 10-1079025
- 11 -
도면2
등록특허 10-1079025
- 12 -
도면3
등록특허 10-1079025
- 13 -
도면4
등록특허 10-1079025
- 14 -
도면5
등록특허 10-1079025
- 15 -
도면6
도면7
등록특허 10-1079025
- 16 -
도면8
도면9
등록특허 10-1079025
- 17 -