KR100463133B1 - 광각 렌즈 - Google Patents

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KR100463133B1
KR100463133B1 KR10-2001-0085008A KR20010085008A KR100463133B1 KR 100463133 B1 KR100463133 B1 KR 100463133B1 KR 20010085008 A KR20010085008 A KR 20010085008A KR 100463133 B1 KR100463133 B1 KR 100463133B1
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마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 가시광선(visible light)은 물론 근적외선(near-infrared light)에 대해서도 양호한 광학 특성을 갖는 소형 광각 렌즈(wide-angle lens)를 제공한다. 본 발명의 광각 렌즈는 물체측으로부터 차례로 음의 굴절력을 갖는 양오목(bi-concave) 렌즈인 제1 렌즈와 양의 굴절력을 갖는 양볼록(bi-convex) 렌즈인 제2 렌즈를 포함한다. 이 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 적어도 한 면은 비구면(aspherical)이다. 이 광각 렌즈는 다음 조건을 충족시킨다:
1 < ｜r4｜/ r3< 3,
D2< 1.5f,
여기서, "r3"은 물체측에 면한 상기 제2 렌즈 전면 곡률반경,
"r4"는 상기 제2 렌즈의 후면 곡률반경,
"D2"는 상측(image side)에 면한 상기 제1 렌즈 후면과 상기 제2 렌즈의 전면 사이의 주축 상의 거리, 그리고 "f"는 광각 렌즈의 초점거리이다.

Description

광각 렌즈 {WIDE-ANGLE LENS}
본 발명은 가시광선은 물론이고 근적외선(near-infrared light)에 대해서도양호한 광학 특성을 가지며, 방범 카메라(security camera), 감시 카메라(surveillance camera) 또는 TV 전화 시스템용 카메라에 바람직하게 사용될 수 있는 소형 광각 렌즈(compact wide-angle lens)에 관한 것이다.
방법 카메라, 감시 카메라 또는 TV 전화 시스템용 카메라의 광학 렌즈로는 광각 렌즈 또는 초광각(ultrawide-angle) 렌즈가 사용되어 왔다. 하지만 광각 렌즈에는 많은 렌즈(lens element)가 배치되어 있기 때문에 카메라를 소형화하기 어려웠다. 게다가, 복잡한 렌즈 배치를 갖는 광각 렌즈는 매우 비싸다.
또한 방법 카메라는 종종 조명이 어두운 상태에서 사용된다. 이 경우에, 예를 들어 방법 카메라에 내장된 근적위광 방사 장치로부터 근적외선을 방사하여 방범 카메라로 낮은 조명하에서 피사체의 근적외 상(image)을 촬영하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 가시광선용으로 설계된 광각 렌즈를 근적외선 조건에서 사용하는 경우, 초점이 흐려진다.
종래의 광각 렌즈로는, 예를 들어 일본 특허 제2-77712호에 물체측으로부터 차례로 음(negative)의 굴절력(refractive power)를 갖는 오목 메니스커스 렌즈(meniscus lens)인 제1 렌즈와 양(positive)의 굴절력을 갖는 양볼록 렌즈(bi-convex lens)인 제2 렌즈를 포함하는 초광각 렌즈가 기재되어 있다. 이 경우, 광각 렌즈를 소형화하기 위하여 제1 렌즈는 물체측에 면한 면이 강한(strong) 곡률(curvature)을 갖도록 설계되어야 한다. 하지만 매우 좁은(close) 축 편심 공차(decenter tolerance)를 요구하기 때문에 제1 렌즈 등의 제조에 있어 생산 수율이 낮아지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가시광선은 물론 근적외선에 대해서도 양호한 광학 특성을 가지며, 비교적 용이하게 제조할 수 있는 소형 광각 렌즈(compact wide-angle lens)를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 렌즈 배치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 가시광선 조건에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 여러 가지 수차(aberration)를 나타낸 도면이다.
도 3은 가시광선 조건에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 여러 가지 횡 수차(lateral aberration)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈의 렌즈 배치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 가시광선 조건에서 본 발명의 제2 실시예의 광각 렌즈의 여러 가지 수차를 나타낸 도면이다.
도 6은 가시광선 조건에서 본 발명의 제2 실시예의 광각 렌즈의 다양한 횡 수차를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 렌즈의 렌즈 배치를 나타내는 개략도이다.
도 8은 가시광선 조건에서 본 발명의 제3 실시예의 광각 렌즈의 여러 가지 수차를 나타낸 도면이다.
도 9는 가시광선 조건에서 본 발명의 제3 실시예의 광각 렌즈의 다양한 횡 수차를 나타낸 도면이다.
도 10은 근적외선 조건에서 본 발명의 제3 실시예의 광각 렌즈의 여러 가지 수차를 나타낸 도면이다.
도 11은 근적외선 조건에서 본 발명의 제3 실시예의 광각 렌즈의 다양한 횡 수차를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 렌즈의 렌즈 배치를 나타내는 개략도이다.
도 13은 가시광선 조건에서 본 발명의 제4 실시예의 광각 렌즈의 여러 가지 수차를 나타낸 도면이다.
도 14는 가시광선 조건에서 본 발명의 제4 실시예의 광각 렌즈의 다양한 횡 수차를 나타낸 도면이다.
도 15는 근적외선 조건에서 본 발명의 제4 실시예의 광각 렌즈의 여러 가지 수차를 나타낸 도면이다.
도 16은 근적외선 조건에서 본 발명의 제4 실시예의 광각 렌즈의 다양한 횡 수차를 나타낸 도면이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광각 렌즈는 물체측으로부터 차례로,
음의 굴절력을 갖는 양오목 렌즈인 제1 렌즈; 및
양의 굴절력을 갖는 양볼록 렌즈인 제2 렌즈를 포함하며,
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 적어도 한 면이 비구면(aspherical)이고,
상기 광각 렌즈가 다음 조건을 충족시키는 것을 특징으로 한다:
1 < ｜r4｜/ r3< 3 ....(1),
D2< 1.5f ....(2),
여기서, "r3"은 물체측에 면한 상기 제2 렌즈 전면(front surface) 곡률반경,
"r4"는 상기 제2 렌즈 후면(rear surface) 곡률반경,
"D2"는 상측(image side)에 면한 상기 제1 렌즈 후면과 상기 제2 렌즈 전면 사이의 주축 상의 거리, 그리고
"f"는 상기 광각 렌즈의 초점거리이다.
제1 렌즈인 양오목 렌즈는 상측 및 물체측 면 위로 굴절력을 분배하기 때문에 제1 렌즈 후면이 약한 곡률을 가지게 할 수 있다. 이것은 조립 공차, 특히 축 편심 공차(decenter tolerances)를 완화시켜 제1 렌즈의 제조를 용이하게 한다. 게다가, 양오목 렌즈의 전면이 구형인 경우, 입사각은 광시계각(wide field angle)으로 증가되어 입사력(incident power)이 감소하는 경향이 있다. 전면을 적은 곡률 또는 비구면으로 함으로써 입사력의 감소를 피할 수 있다.
조건 (1)의 목적은 거리 "D2"가 작을 때 제2 렌즈의 굴절력을 조절하기 위한 것이다. ｜r4｜/ r3≤1인 경우, 제2 렌즈 후면의 매우 강한 곡률은 거리 "D2"가 작은 경우조차도 충분히 보정될 필요가 있다. 이와 같이 강한 곡률을 갖는 렌즈를 사용하는 경우에는 엄격한 조립 공차가 요구된다. 게다가, 구경 조리개(aperture stop)가 제2 렌즈 후면에 인접하여 위치하는 경우에는 렌즈의 유효 직경이 작아져 F/수(number)를 유지하기 위하여 제2 렌즈를 더 두껍게 해야한다. 이것은 광각 렌즈의 전체 길이의 증가를 초래한다. 한편, 3 ≤｜r4｜/ r3인 경우, 제2 렌즈의 전면 곡률은 강해져 엄격한 조립 공차, 특히 축 편심 공차를 요구한다. 따라서 조건(1)을 충족하지 못하는 경우, 소형 광각 렌즈를 제공하고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
조건 (2)의 목적은 광각 렌즈의 소형화를 실현하고 양호한 수차를 유지하는 것이다. 거리 "D2"의 하한은, 예를 들어 "0.5f < D2" 의 조건을 충족시키는 것이바람직하다 거리 "D2"가 1.5f를 초과하는 경우, 광각 렌즈의 전체 길이는 증가한다.
상기한 광각 렌즈는 또한 다음의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다:
0.7f < f2< 1.5f ....(3),
여기서 f2는 제2 렌즈의 초점거리이다.
조건 (3)의 목적은 광각 렌즈의 전체 시스템의 파워 배분(power distribution)을 정하고, 거리 "D2"를 조건 (2)의 범위 내로 유지하는 것이다. f2≤0.7f 인 경우, 제2 렌즈의 굴절력은 증가하여 수차 보정이 어려워진다. 1.5f < f2인 경우, "D2"를 증가시켜야 하므로 광각 렌즈의 전체 길이는 더 길어진다. 광각 렌즈 초점 거리 "f"가 작은 경우, 각 렌즈의 파워 증가를 조절하기 위하여 "f < f2" 조건을 충족시키는 것이 특히 바람직하다. 한편, 광각 렌즈의 초점 거리 "f"가 비교적 긴 경우, 광각 렌즈의 소형화를 실현하고 수차 보정을 적절히 수행할 수 있도록 "f2< f"를 충족하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 이하에서 설명되는 광각 렌즈를 제공한다.
즉, 광각 렌즈는 물체측으로부터 차례로,
음의 굴절력을 갖는 양오목 렌즈인 제1 렌즈; 및
양의 굴절력을 갖는 양볼록 렌즈인 제2 렌즈를 포함하며,
상측에 면한 상기 제1 렌즈 후면이 비구면이고,
상기 광각 렌즈가 다음 조건을 충족시키는 것을 특징으로 한다:
0.6D2/ f ≤｜f2/f1｜≤2.3D2/ f ....(4),
0.6h2≤r2≤1.0h2....(5),
여기서, "f"는 상기 광각 렌즈의 초점 거리,
"f1"는 상기 제1 렌즈의 초점 거리,
"f2"는 상기 제2 렌즈의 초점 거리,
"r2"는 상기 제1 렌즈 후면 곡률반경,
"h2"는 상기 제1 렌즈 후면 유효 반경, 그리고
"D2"는 상기 제1 렌즈 후면과 물체측에 면한 제2 렌즈 전면 사이의 주축 상의 거리이다.
조건 (4)의 목적은 근적외선에 대하여 양호한 광학 특성을 실현하기 위한 것이다.
｜f2/f1｜ < 0.6D2/ f이면, 제1 렌즈의 양(positive)의 구면 수차의 양(amount)은 지나치게 작아진다. 이 경우에, 가시광선에 대한 구면 수차는 양호하지만 근적외선에 대한 구면 수차는 증가하여 광학 성능이 상당이 낮아진다. 한편, 2.3D2/ f < ｜f2/f1｜인 경우, 구면 수차를 지나치게 많은 양 보정하여 광학성능이 저하된다. 일반적으로, 가시광선 영역에 대해서만 구면 수차 보정이 수행되는 경우, 가시광선 조건에서 형성된 상점(image point)과 비교할 때 근적외선에 대한 구면 수차는 양(positive)의 쪽으로 크게 어긋난다. 이 때문에, 본 발명은 근적외선에 대한 구면 수차가 양의 쪽으로 어긋나는 것을 제어하기 위하여 가시광선에 대한 구면 수차를 다소 과도하게 보정하여 가시광선과 근적외선 모두에 대하여 광학 성능이 균형을 이루도록 한다.
조건 (4)와 관련하여, 조건 (5)의 목적은 구면 수차를 양호하게 유지하는 것이다. 전술한 바와 같이, 구면 수차가 다소 과도하게 보정되는 경우에는, 렌즈 주변부에서의 구면 수차의 보정량이 렌즈 중심부의 그것보다 훨씬 커진다. 본 발명에서는, 제1 렌즈 후면으로 비구면을 사용하고 조건 (5)를 충족시킴으로써 렌즈 주변부에서의 구면 수차의 보정량을 적절하게 조절한다. 따라서, 1.0h2< r2인 경우, 구면 수차의 고차항의 영향이 너무 작기 때문에 렌즈 주변부에서의 과도한 구면 수차의 보정을 조절하기 어려워진다. 한편, r2< 0.6h2인 경우, 렌즈 주변부에서의 구면 수차의 과도한 보정을 제어하는 것은 효과적이지만, 제1 렌즈의 후면 곡률 반경 "r2"가 작아지므로 렌즈 제조가 곤란해지는 문제가 있다.
또한 전술한 초광각 렌즈는 다음의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다:
1.0 ≤D2/ f ≤1.5 ....(6).
조건 (4)와 관련하여, 조건 (6)의 목적은 광각 렌즈의 필요한 후방초점(back focus)을 얻고 양호한 구면 수차 보정을 제공하는 것이다. D2/ f < 1.0 인 경우, 필요한 후방 초점을 얻을 수 없다. 초광각 렌즈에서는 초점 거리는 작게 설정되기 때문에, 렌즈의 후방 초점은 작아진다. 그러나, 필요한 후방 초점을 얻을 수 없기 때문에 렌즈와 결상면(imaging surface) 사이에 색보정 필터를 삽입할 수 없게된다. 게다가 결상면의 출사각도가 커져 상면(image field) 가장자리의 밝기 감소를 초래한다. 한편, 1.5 < D2/ f인 경우, 필요한 후방 초점을 얻을 수 있지만 광각 렌즈를 소형화하기 곤란해진다.
상기한 목적과 기타 목적 및 장점은 이하에서 설명될 본 발명의 최선의 실시예와 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 광각 렌즈의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제1 실시예
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광각 렌즈는 CCD 카메라에 내장된다. 즉, CCD 카메라는 대개 CCD(Charge Coupled Device), 광각 렌즈(11, 12), 구경 조리개(13) 및 CCD 보호 유리(cover glass)로 구성된다. 도면부호 15는 CCD의 촬상면(imaging surface)을 가리킨다.
이 광각 렌즈는 물체측으로부터 차례로 음의 굴절력을 갖는 양오목 렌즈인 제1 렌즈(11) 및 양의 굴절력을 갖는 양볼록 렌즈인 제2 렌즈(12)를 포함한다. 다시 말해, 제2 렌즈(12)는 제1 렌즈(11)와 CCD의 촬상면(15) 사이에 위치한다. 도 1에서, 도면부호 "r1"과 "r2" 각각 물체측에 면하는 제1 렌즈(11) 전면과촬상면(15)에 면하는 후면을 가리킨다. 유사하게, 도면부호 "r3"과 "r4" 각각 물체측에 면하는 제2 렌즈(12)의 전면과 촬상면(15)에 면하는 후면을 가리킨다. 본 발명의 실시예에서, 제1 렌즈(11)의 후면 "r2"와 제2 렌즈의 전면 및 후면 "r3, r4" 모두는 비구면이다.
표 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 광학 특성을 나타낸다. 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12), 구경 조리개(13) 및 보호 유리(14)는 물체측으로부터 헤아린 면 번호(i = 1 - 7)를 갖는다. 표 1에서, "Ri"는 각 면 번호(i)에 대응하는 면의 곡률 반경을 나타낸다. "Di"는 (i)번째와 (i+1)번째 면 사이의 주축 상의 거리로 정의되는 면 간격을 나타낸다. 또한, 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12) 및 보호 유리(14)는 물체측으로부터 헤아린 요소 번호(j = 1 - 3)를 갖는다. "Nj"는 각 요소 번호 (j)에 대응하는 요소의 d선에 대한 굴절률(refractive index)을 나타낸다. 비구면은 면 번호 오른쪽에 별표(*)를 붙여 표시한다. "K"와 "A"는 각각 원추 계수(conic constant)와 비구면 계수를 나타낸다. 주축에 대해 수직 방향의 좌표축이 "Y"이고, 주축 방향의 좌표축이 "X"인 경우, 비구면은 다음의 식으로 표현된다:
X = [CY2/{1 + (1 - (K + 1)(CY)2)1/2}] + AY4+ ....,
C = 1/ Ri.
이 광각 렌즈에서, "｜r4｜/ r3", "D2" 및 "f2"의 값은 각각 1.75, 1.4f, 1.33f 이다. 따라서 제1 실시예의 광각 렌즈는 본 발명에서 정의된 다음의 조건 (1), (2) 및 (3)을 모두 충족시킨다:
1 < ｜r4｜/ r3< 3 ....(1),
D2< 1.5f1....(2),
0.7f < f2< 1.5f ....(3).
도 2의 (A) 내지 (C)는 각각 가시광선 조건에서 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차(distortion)를 나타낸다. 또한 도 3의 (A) 내지 (C)는 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 이 도면들에서, "C", "d", "F", "m" 및 "s"는 각각 C선, d선, F선, 자오면(meridional plane) 및 시상면(sagittal plane)에 대한 수차를 나타낸다.
또한, 가시광선 대신에 파장이 940㎚인 근적외선이 사용된 조건에서, 각 수차가 동일한 초점 위치에서 양호하게 보정되었음이 확인되었다. 따라서, 본 실시예의 광각 렌즈는 가시광선뿐만 아니라 근적외선에 대해서도 양호한 광학 성능을 보인다.
제2 실시예
도 4에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 광각 렌즈는 제1 및 제2 렌즈(11, 12)가 표 2에 나타낸 광학 특성을 갖는 것을 제외하고는 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복 설명은 생략한다.
이 광각 렌즈에서, "｜r4｜/ r3", "D2" 및 "f2"의 값은 각각 1.1, 0.63f 및 0.95f이다. 그러므로, 광각 렌즈는 상기한 조건 (1), (2) 및 (3)을 모두 충족시킨다.
도 5의 (A) 내지 (C)는 각각 가시광선 조건에서 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차를 나타낸다. 또한 도 6의 (A) 내지 (C)는 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 이도면들에서, "C", "d", "F", "m" 및 "s"는 각각 C선, d선, F선, 자오면 및 시상면에 대한 수차를 나타낸다.
또한, 가시광선 대신에 파장이 940㎚인 근적외선이 사용된 조건에서, 각 수차가 동일한 초점 위치에서 양호하게 보정되었음이 확인되었다. 따라서, 본 실시예의 광각 렌즈는 가시광선은 물론 근적외선에 대해서도 양호한 광학 성능을 보인다.
제3 실시예
도 7에 도시한 바와 같이, 제3 실시예의 광각 렌즈는 제1 및 제2 렌즈(11, 12)가 표 3 및 표 4에 나타낸 광학 특성을 갖는 것을 제외하고는 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복 설명은 생략한다.
이 광각 렌즈에서, 최대 시계각(field angle)이 130°이고, 제1 및 제2 렌즈(11, 12)의 전면 "r1, r3" 및 후면 "r2, r4"가 모두 비구면인 것이 특징이다.
표 3 및 표 4는 제3 실시예의 광각 렌즈에 대한 광학 특징을 보여준다. 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12), 구경 조리개(13) 및 보호 유리(14)는 물체측으로부터 헤아린 면 번호(i = 1 - 7)를 갖는다. 표 3에서, "Ri"는 각 면 번호 (i)에 대응하는 면의 곡률 반경을 나타낸다. "Di"는 (i)번째와 (i+1)번째 면 사이의 주축 상의 거리로 정의되는 면 간격을 나타낸다. "hi"는 제1 및 제2 렌즈(11, 12)와 구경 조리개(13)의 면 번호(i = 1 - 5)에 대응한 면의 유효 반경을 나타낸다. 제5 면(i = 5)은 구경 조리개(13)의 위치에 대응한다. 또한, 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12) 및보호 유리(14)는 물체측으로부터 헤아린 요소 번호(j = 1 - 3)를 갖는다. "Nj"는 각 요소 번호 (j)에 대응하는 요소의 d선에 대한 굴절률을 나타낸다. 비구면은 면 번호 오른쪽에 별표(*)를 붙여 표시한다. 표 4에서, "K"와 원추 계수를 나타내고,"ARk"는 k 차수(k = 3, 4, 6, 8, 10)로 상승되는 비구면 계수를 나타낸다.
본 실시예에서, 주축에 대해 수직 방향의 좌표축이 "Y"이고, 주축 방향의 좌표축이 "X"인 경우, 비구면은 다음의 식으로 표현된다:
X = [CY2/{1 + (1 - (K + 1)(CY)2)1/2}] + ΣARYK
C = 1/ Ri.
이 광각 렌즈(초광각 렌즈)에서, "｜f2/ f1｜", "r2" 및 "D2/ f"의 값은 각각 0.728(D2/ f), 0.984hi 및 1.255이다. 따라서 광각 렌즈는 본 발명에서 정의된 다음의 조건 (4), (5) 및 (6)을 모두 충족시킨다:
0.6D2/ f ≤｜f2/ f1｜≤2.3D2/ f ....(4),
0.6h2≤r2≤1.0h2....(5),
1.0 ≤D2/ f ≤1.5 ....(6).
도 8의 (A) 내지 (C)는 각각 가시광선 조건에서 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 나타낸다. 또한 도 9의 (A) 내지 (C)는 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 도 10의 (A) 내지 (C)는 파장이 940㎚인 근적외선을 사용한 조건에서, 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 나타낸다. 도 11의 (A) 내지 (C)는 근적외선 조건에서 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 이 도면들에서, "C", "d", "F", "m" 및 "s"는 각각 C선, d선, F선, 자오면 및 시상면에 대한 수차를 나타낸다. 이 도면들로부터, 가시광선은 물론이고 근적외선에 대해서도 각 수차가 양호하게 보정되었음을 알 수 있다.
제4 실시예
도 12에 도시한 바와 같이, 제4 실시예의 광각 렌즈는 제1 및 제2 렌즈(11, 12)가 표 5 및 표 6에 나타낸 광학 특성을 갖는 것을 제외하고는 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복 설명은 생략한다.
이 광각 렌즈에서, 제1 및 제2 렌즈(11, 12)의 전면 "r1, r3" 및 후면 "r2, r4"가 모두 비구면이다. "｜f2/ f1｜", "r2" 및 "D2/ f"의 값은 각각 0.722(D2/ f), 0.789hi 및 1.459이다. 따라서 광각 렌즈는 상기한 조건 (4) 내지 (6)을 모두충족시킨다.
도 13의 (A) 내지 (C)는 각각 가시광선 조건에서 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 나타낸다. 또한 도 14의 (A) 내지 (C)는 각각 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 도 15의 (A) 내지 (C)는 각각 파장이 940㎚인 근적외선을 사용한 조건에서, 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 나타낸다. 도 16의 (A) 내지 (C)는 각각 근적외선 조건에서, 본 실시예의 광각 렌즈에 대한 여러 횡 수차를 나타낸다. 이 도면들에서, "C", "d", "F", "m" 및 "s"는 각각 C선, d선, F선, 자오면 및 시상면에 대한 수차를 나타낸다. 이 도면들로부터, 가시광선은 물론이고 근적외선에 대해서도 각 수차가 양호하게 보정되었음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광각 렌즈는 한 쌍의 제1 및 제2 렌즈로 구성되고, 상기한 조건 (1)과 (2) 또는 (4)와 (5)를 적어도 만족하기 때문에 싼 가격으로 소형 광각 렌즈를 제공할 수 있다. 또한, 각 렌즈의 굴절력을 적절하게 조절하므로 조립 공차가 완화되어 광각 렌즈의 제조 용이성이 강화된다. 또한, 근적외선은 물론 가시광선 조건에서 초점 흐림을 최소화 하면서 고정 초점 거리에서 양호한 상(image)을 형성할 수 있다. 따라서, 조도 부족하에서도 피사체의 근적외 이미지를 적절하게 얻을 수 있다. 특히, 광각 렌즈가 상기한 조건 (4) 내지 (6)을 충족시키는 경우, 광각 렌즈와 결상면 사이에 색 보정 필터와 같은 필터를 삽입하여 적절한 후방 초점을 얻을 수 있는 추가적인 이점이 있다.
따라서, 가시광선은 물론이고 근적외선에 대해서도 우수한 광학 성능를 갖는 본 발명의 광각 렌즈는 방법 카메라, 감시 카메라, TV 전화 시스템용 카메라 등에 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 물체측으로부터 차례로,
    음(negative)의 굴절력(refractive power)을 갖는 양오목(bi-concave) 렌즈인 제1 렌즈; 그리고
    양(positive)의 굴절력을 갖는 양볼록(bi-convex) 렌즈인 제2 렌즈
    를 포함하며,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 적어도 한 면이 비구면(aspherical)이고, 다음 조건,
    1 < ｜r4｜/ r3< 3,
    D2< 1.5f,
    0.7f < f2< 1.5f을 충족시키되,
    r3은 물체측에 면한 상기 제2 렌즈 전면 곡률반경,
    r4는 상기 제2 렌즈 후면 곡률반경,
    D2는 상측(image side)에 면한 상기 제1 렌즈 후면과 상기 제2 렌즈 전면 사이의 주축 상의 거리,
    f는 상기 광각 렌즈의 초점거리, 그리고
    f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리인
    광각 렌즈(wide-angle lens).
  3. 삭제
  4. 물체측으로부터 차례로,
    음의 굴절력을 갖는 양오목 렌즈인 제1 렌즈; 그리고
    양의 굴절력을 갖는 양볼록 렌즈인 제2 렌즈
    를 포함하며,
    상측에 면한 상기 제1 렌즈의 후면이 비구면이고, 다음 조건
    0.6D2/ f ≤ ｜f2/f1｜≤2.3D2/ f,
    0.6h2≤r2≤1.0h2,
    1.0 ≤D2/ f ≤1.5을 충족시키되,
    f는 상기 광각 렌즈의 초점 거리,
    f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리,
    f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리,
    r2는 상기 제1 렌즈 후면 곡률반경,
    h2는 상기 제1 렌즈 후면 유효 반경, 그리고
    D2는 상기 제1 렌즈 후면과 물체측에 면한 상기 제2 렌즈 전면 사이의 주축 상의 거리인
    광각 렌즈.
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