KR100647555B1 - optical system for high resolving power - Google Patents

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Abstract

고해상도용 광학계는 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군으로 이루어지며, 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함한다. 제1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈로 이루어지고, 제2 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6 렌즈로 이루어지며, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 조리개가 위치한다. 고해상도용 광학계는, -0.17 < f/f1 < -0.16, 0.09 < r3/Vd1 < 0.15, 3.5 < f1/f12 < 4.0, 0.19 < d6/dI < 0.2 (여기에서, f : 전체 광학계의 초점 거리, f1 : 제1 렌즈의 초점 거리, r3 : 제1 렌즈의 물체측면의 곡률 반경, Vd1 : 제1 렌즈의 아베수, f12 : 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점 거리, d6 : 제3 렌즈의 상측면과 조리개 사이의 중심 거리, dI : 제1 렌즈와 조리개까지의 중심 거리이다.)을 만족한다. 그로 인해, 최소한의 렌즈 매수를 이용하여 약 150만 화소 이상의 고해상도를 실현할 수 있고, 렌즈의 밝기 Fno가 2.8 이상인 광학계가 제공된다. The high-resolution optical system includes a first lens group having negative refractive power; It consists of a second lens group having a positive refractive power, and includes at least one aspherical lens. The first lens group includes a first lens having negative refractive power, a second lens having negative refractive power, and a third lens having positive refractive power, and the second lens group includes a fourth lens having negative refractive power and positive refractive power. And a fifth lens having a positive refractive power, and a sixth lens having positive refractive power, and an aperture is positioned between the first lens group and the second lens group. The optical system for high resolution is -0.17 <f / f1 <-0.16, 0.09 <r3 / Vd1 <0.15, 3.5 <f1 / f12 <4.0, 0.19 <d6 / dI <0.2 (where f is the focal length of the whole optical system, f1: Focal length of the first lens, r3: Radius of curvature of the object-side surface of the first lens, Vd1: Abbe number of the first lens, f12: Composite focal length of the first lens and the second lens, d6: Of the third lens Center distance between the image side surface and the iris, dI: the center distance between the first lens and the iris. Therefore, a high resolution of about 1.5 million pixels or more can be realized by using the minimum number of lenses, and an optical system having a brightness Fno of 2.8 or more is provided.

CCD, 비구면렌즈, 구면렌즈 CCD, Aspheric Lens, Spherical Lens

Description

고해상도용 광학계{optical system for high resolving power}Optical system for high resolving power

도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조도이다.1 is a structural diagram of an optical system for high resolution according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 이 발명의 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조도이다.2 is a structural diagram of an optical system for high resolution according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 이 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 수차도이다.3 is an aberration diagram of an optical system for high resolution according to the first and second embodiments of the present invention.

도 4는 이 발명의 제3 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조도이다.4 is a structural diagram of an optical system for high resolution according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 이 발명의 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조도이다.5 is a structural diagram of an optical system for high resolution according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6은 이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 수차도이다.6 is aberration diagrams of the optical system for high resolution according to the third and fourth embodiments of the present invention.

이 발명은 고해상도를 위한 광학계에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, CCD(charge coupled device)의 피사체 결상에 적용 가능한 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to an optical system for high resolution, and more particularly, to an optical system applicable to imaging of a subject of a charge coupled device (CCD).

CCD 기술이 발달함에 따라 고해상도를 구현하는 것이 가능해지고 있으며, 이에 따라 고해상도 CCD의 피사체 결상을 위한 고해상도 렌즈가 요구되고 있다. 이러한 CCD가 적용되는 카메라는 렌즈부와 렌즈와 결합되는 마운트부의 규격이 통일되 어 있어 교환 렌즈의 장착이 가능하며, 교환 렌즈로는 예를 들어 표준 렌즈, 망원 렌즈, 그리고 광각 렌즈 등이 있다. 이러한 교환 렌즈의 대표적인 타입으로는 레트로 포커스(retro-focus) 타입의 렌즈가 주로 사용되고 있다. As CCD technology is developed, it is possible to realize high resolution, and accordingly, a high resolution lens for image forming of a high resolution CCD is required. Cameras to which such a CCD is applied have a uniform specification of a lens unit and a mount unit combined with the lens, and thus, interchangeable lenses can be mounted. Examples of the interchangeable lenses include standard lenses, telephoto lenses, and wide-angle lenses. As a representative type of such an interchangeable lens, a retro-focus type lens is mainly used.

종래에는 약 150만 화소급 정도의 고해상도를 가지는 CCD에 적용 가능한 광학계가 개발되어 사용되고 있으나, 기술의 발달에 따라 150만 이상의 200만 화소급을 가지는 CCD가 실현되고 있으며, 이에 따라 200만 화소급의 CCD에 적합한 광학계가 요구되고 있다. Conventionally, an optical system that can be applied to a CCD having a high resolution of about 1.5 million pixels is developed and used, but according to the development of technology, a CCD having 1.5 million or more 2 million pixels is realized, and thus suitable for a CCD of 2 million pixels. An optical system is required.

그러므로, 이 발명의 목적은 150만 화소급 이상의 CCD에 적합한 고해상도용 광학계를 제공하기 위한 것이다. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical system for high resolution suitable for a CCD of 1.5 million pixels or more.

또한, 이 발명의 목적은 최소한의 매수로 고해상도를 실현하고, 렌즈 밝기 F가 2.8 이상인 광학계를 제공하기 위한 것이다. Moreover, the objective of this invention is to implement | achieve a high resolution with minimum number of sheets, and to provide the optical system whose lens brightness F is 2.8 or more.

이러한 목적을 위하여, 이 발명에 따른 고해상도용 광학계는, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과,정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군으로 이루어지며, 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함한다. For this purpose, the high resolution optical system according to the present invention comprises a first lens group having negative refractive power and a second lens group having positive refractive power, and includes at least one aspherical lens.

제1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈로 이루어지고, 제2 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6 렌즈로 이루어지며, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 조리개가 위치한다. The first lens group includes a first lens having negative refractive power, a second lens having negative refractive power, and a third lens having positive refractive power, and the second lens group includes a fourth lens having negative refractive power and positive refractive power. And a fifth lens having a positive refractive power, and a sixth lens having positive refractive power, and an aperture is positioned between the first lens group and the second lens group.                     

이러한 이 발명의 고해상도용 광학계는, -0.17 < f/f1 < -0.16, 0.09 < r3/Vd1 < 0.15, 3.5 < f1/f12 < 4.0, 0.19 < d6/dI < 0.2를 만족하며, 여기서, f는 전체 광학계의 초점 거리이고, f1은 제1 렌즈의 초점 거리이고, r3는 제1 렌즈의 물체측면의 곡률 반경이고, Vd1은 제1 렌즈의 아베수이고, f12는 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점 거리이고, d6은 제3 렌즈의 상측면과 조리개 사이의 중심 거리이고, dI는 제1 렌즈에서 조리개까지의 중심 거리이다.The optical system for high resolution of this invention satisfies -0.17 <f / f1 <-0.16, 0.09 <r3 / Vd1 <0.15, 3.5 <f1 / f12 <4.0, 0.19 <d6 / dI <0.2, where f is Is the focal length of the entire optical system, f1 is the focal length of the first lens, r3 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens, Vd1 is the Abbe's number of the first lens, and f12 is the distance between the first and second lenses. It is the composite focal length, d6 is the center distance between the image side surface of the third lens and the aperture, and dI is the center distance from the first lens to the aperture.

또한, 위의 목적을 달성하기 위하여, 이 발명에 따른 고해상도용 광학계는이 제1 및 제2 렌즈군이 모두 구면 렌즈로 이루어질 수 있으며, -0.95 < f/fN < -0.85 , nd3 > 1.80(여기서, fN : 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점 거리, nd3 : 제3 렌즈의 굴절률)을 만족할 수도 있다. In addition, in order to achieve the above object, in the high-resolution optical system according to the present invention, both the first and second lens groups may be made of spherical lenses, where -0.95 <f / fN <-0.85, nd3> 1.80 (where , fN: composite focal length of the first lens and the second lens, and nd3: refractive index of the third lens.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with reference to the accompanying drawings the most preferred embodiment that can be easily carried out by those of ordinary skill in the art.

도 1에 이 발명의 제1 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조가 도시되어 있고, 도 2에 이 발명의 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 구조가 도시되어 있다. 1 shows a structure of an optical system for high resolution according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a structure of an optical system for high resolution according to a second embodiment of the present invention.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조로 하여, 이 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계에 대하여 설명한다. First, the optical system for high resolution according to the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이 발명의 제1 및 제실시예에 따른 고해상도용 광학계는, 동일한 광축상에 물체측으로부터 순차적으로 배열되어 있는 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군(10)과 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군(20)으로 이루어진다.As shown in Figs. 1 and 2, the high-resolution optical system according to the first and the embodiments of the present invention includes a first lens group 10 having negative refractive power which is sequentially arranged from the object side on the same optical axis. And a second lens group 20 having positive refractive power.

제1 렌즈군(10)은 물체측으로부터 순차적으로, 부의 굴절력을 가지고 물체측면이 볼록한 메니스커스(meniscus)형의 제1 렌즈(101)와, 부의 굴절력을 가지고 물체측면이 볼록한 메니스커스형의 제2 렌즈(102)와, 정의 굴절력을 가지고 물체측이 볼록한 제3 렌즈(103)로 이루어져 있다.The first lens group 10 is a meniscus-type first lens 101 having a negative refractive power and a convex object side surface sequentially from an object side, and a meniscus type having a negative refractive power and a convex object side surface. 2nd lens 102 and the 3rd lens 103 which has positive refractive power, and the object side is convex.

제2 렌즈군(20)은 부의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 제4 렌즈(201)와, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제5 렌즈(202)와, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제6 렌즈(203)으로 이루어진다. The second lens group 20 includes a fourth lens 201 having negative refractive power and concave on both sides, a fifth lens 202 having positive refractive power and convex on both sides, and a sixth lens 203 having positive refractive power and on both sides. )

제1 렌즈군(10)과 제2 렌즈군(20) 사이에는 조리개(A)가 설치되어 있으며, 제2 렌즈군(20)의 제6 렌즈(203)의 상측에 광학적 로우 패스 필터(F1)가 설치되어 있다. An aperture A is provided between the first lens group 10 and the second lens group 20, and the optical low pass filter F1 is disposed on an image side of the sixth lens 203 of the second lens group 20. Is installed.

제1 및 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계에서, 제1 렌즈(101)는 화각을 넓히기 위해 부의 굴절력을 갖고, 제2 렌즈(102)는 제1 렌즈(101)에서 발생한 부의 굴절력을 최소화하기 위해 부의 굴절력을 갖도록 하여 제1 렌즈군(10)의 부의 굴절력을 분할하였다. 또한, 제3 렌즈(103)는 앞의 제1 및 제2 렌즈(101,102)에 의해 발생하는 수차를 최소화하기 위해 정의 굴절력을 가진다. In the high resolution optical system according to the first and second embodiments, the first lens 101 has a negative refractive power to widen the angle of view, and the second lens 102 minimizes the negative refractive power generated by the first lens 101. In order to have negative refractive power, the negative refractive power of the first lens group 10 was divided. In addition, the third lens 103 has a positive refractive power in order to minimize aberrations caused by the first and second lenses 101 and 102.

제2 렌즈군(20)의 제4 렌즈(201) 및 제5 렌즈(202)는 부의 굴절력과 정의 굴절력을 갖도록 설계하여 앞의 제1 렌즈군(10)에 잔존하는 수차를 상쇄시키고, 제6 렌즈(203는 광학계 전체의 수차를 보정하고 왜곡 수차를 보정한다. The fourth lens 201 and the fifth lens 202 of the second lens group 20 are designed to have negative refractive power and positive refractive power to cancel the aberration remaining in the first first lens group 10, and The lens 203 corrects the aberration of the entire optical system and corrects the distortion aberration.                     

이 때, 제1 렌즈군(10)의 제3 렌즈(103)는 앞의 렌즈(101,102)에서 발생한 수차를 보정하기 위해, 강한 정의 굴절력을 갖고 저분산의 소재로 이루어진다. At this time, the third lens 103 of the first lens group 10 is made of a low dispersion material having a strong positive refractive power in order to correct the aberration generated in the preceding lenses 101 and 102.

이러한 구조로 이루어지는 이 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계는 다음과 같은 조건을 만족한다. The optical system for high resolution according to the first and second embodiments of the present invention having such a structure satisfies the following conditions.

-0.17 < f/f1 < -0.16 -0.17 <f / f1 <-0.16

0.09 < r3/Vd1 < 0.150.09 <r3 / Vd1 <0.15

3.5 < f1/f12 < 4.03.5 <f1 / f12 <4.0

0.19 < d6/dI < 0.20.19 <d6 / dI <0.2

4.0 <d6 + d7 < 5.04.0 <d6 + d7 <5.0

0.6 < fB/Exi < 0.670.6 <fB / Exi <0.67

0.4 < f/dT < 0.60.4 <f / dT <0.6

108 < r9/d9 < 110108 <r9 / d9 <110

f : 전체 광학계의 초점 거리,f: focal length of the whole optical system,

f1 : 제1 렌즈(101)의 초점 거리,f1: focal length of the first lens 101,

r3 : 제1 렌즈(101)의 물체측면의 곡률 반경,r3: radius of curvature of the object-side surface of the first lens 101,

Vd1 : 제1 렌즈(101)의 아베수,Vd1: Abbe's number of the first lens 101,

f12 : 제1 렌즈(101)와 제2 렌즈(102)의 합성 초점 거리,f12: composite focal length of the first lens 101 and the second lens 102,

d6 : 제3 렌즈(103)의 상측면과 조리개(A) 사이의 중심 거리,d6: center distance between the image side surface of the third lens 103 and the aperture A,

dI : 제1 렌즈(101)와 조리개(A)까지의 중심 거리.dI: center distance between the first lens 101 and the aperture A. FIG.

d7 : 조리개(A)와 제4 렌즈(201)의 물체측면까지의 중심 거리,d7: center distance between the aperture A and the object-side surface of the fourth lens 201,

fB : 광학계의 후초점 거리(back focal length),fB: back focal length of optical system,

Exi : 광학계의 출사동 위치,Exi: the exit pupil position of the optical system,

dT : 조리개면에서 상면까지의 중심 거리,dT: center distance from the iris to the top,

r6 : 제4 렌즈(201)의 상측면의 곡률 반경,r6: radius of curvature of the image-side surface of the fourth lens 201,

d9 : 제4 렌즈(201)와 제5 렌즈(202) 사이의 중심거리.d9: center distance between the fourth lens 201 and the fifth lens 202.

수학식 3은 제1 렌즈군(10)의 부의 굴절력을 가지는 렌즈 중, 물체측으로부터 첫 번째에 해당하는 제1 렌즈(101)의 상측면의 곡률 반경에 관한 것으로, 이 곡률 반경이 수학식 3에 의하여 설정된 범위내에 위치하여야만 제1 렌즈군(10)이 부의 굴절력을 형성한다.Equation 3 relates to the radius of curvature of the image side surface of the first lens 101, which is the first from the object side, among the lenses having negative refractive power of the first lens group 10. The first lens group 10 forms negative refractive power only when it is positioned within the range set by.

수학식 5와 수학식 6은 제1 렌즈군(10)과 제2 렌즈군(20) 사이에 조리개(A)를 설치하여 셔터가 들어갈 수 있는 공간을 최소한으로 확보하기 위한 것이다. 수학식 5와 수학식 6의 하한값을 초과하는 경우에는 수차 보정이 용이해져서 성능이 향상되지만, 조리개(A)를 설치할 수 없게 된다. Equations 5 and 6 are provided to minimize the space in which the shutter can be inserted by installing the aperture A between the first lens group 10 and the second lens group 20. When the lower limit values of the equations (5) and (6) are exceeded, the aberration correction becomes easy and the performance is improved, but the aperture A cannot be provided.

위에 기술된 수학식 1 내지 수학식 8을 만족하는 이 발명의 제1 및 제2 실시예의 고해상도용 광학계의 실시예 값은 다음과 같다. Example values of the high resolution optical system of the first and second embodiments of the present invention that satisfy the above-described Equations 1 to 8 are as follows.

다음에서, ri(i=1∼15)는 렌즈면의 곡률 반경, di(i=1∼15)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 말하고, N은 d-lime의 굴절률을 나타낸다. 거리에 해당하는 값의 단위는 밀리미터(㎜)이다.In the following, ri (i = 1-15) denotes the radius of curvature of the lens surface, di (i = 1-15) denotes the thickness of the lens or the distance between the lenses, and N denotes the refractive index of d-lime. The unit of the value corresponding to the distance is millimeters (mm).

비구면에 대한 공식은 일반적으로 널리 사용되고 있는 수식이므로, 수식에 대한 구체적인 기술은 생략한다. Aspheric formulas are generally widely used formulas, and thus detailed descriptions of the formulas are omitted.

제1 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 초점 거리는 7.9이고, 후초점 거리는 8.5(공기중에서)이고, 화각은 30。이고, Fno는 2.1이다.The focal length of the high-resolution optical system according to the first embodiment is 7.9, the post focal length is 8.5 (in air), the angle of view is 30 degrees, and the Fno is 2.1.

면번호Face number 곡률반경(r)Radius of curvature (r) 두께,간격(d)Thickness and spacing (d) 굴절률(N)Refractive index (N) 분산치(ν)Dispersion value (ν) *1*One 6.661406.66140 1.9827871.982787 1.658441.65844 50.8550.85 22 4.809364.80936 2.5000002.500000 33 10.3513810.35138 1.2335611.233561 1.516801.51680 64.2064.20 44 4.530684.53068 2.5000002.500000 55 7.965137.96513 2.0000002.000000 1.834001.83400 37.3437.34 66 24.1750524.17505 2.5096572.509657 7(조리개)7 (aperture) 2.0000002.000000 88 -16.38805-16.38805 0.7000000.700000 1.805181.80518 25.4625.46 99 10.9084010.90840 0.1033780.103378 1010 13.7058813.70588 1.8000001.800000 1.589131.58913 61.2561.25 1111 -6.52345-6.52345 0.1000000.100000 1212 11.3354911.33549 2.2204672.220467 1.696801.69680 55.4655.46 1313 -25.97247-25.97247 0.0000000.000000 1414 0.1E+110.1E + 11 4.5000004.500000 1.516801.51680 64.2064.20 1515 0.1E+110.1E + 11 5.4998735.499873 상면Top 0.0000000.000000

상기 *는 비구면을 나타내며, 비구면 계수는 다음 표2와 같다. * Denotes an aspherical surface, and aspheric coefficients are shown in Table 2 below.                     

제1면의 비구면 계수Aspheric coefficient of the first side K K 0.1682320.168232 A A -0.271564E-03-0.271564E-03 B B 0.216965E-04 0.216965E-04 C C -0.655734E-06-0.655734E-06 D D 0.803419E-08 0.803419E-08

이 발명의 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 초점 거리는 8.0이고, 후 초점거리는 7.7(공기중에서)이고, 화각은 29。이고, Fno는 2.1이며, 실시예 값은 다음 표3과 같다.The focal length of the optical system for high resolution according to the second embodiment of the present invention is 8.0, the focal length is 7.7 (in air), the angle of view is 29 DEG, the Fno is 2.1, and the embodiment values are shown in Table 3 below.

면번호Face number 곡률반경(r)Radius of curvature (r) 두께,간격(d)Thickness and spacing (d) 굴절률(N)Refractive index (N) 분산치(ν)Dispersion value (ν) *1*One 6.740356.74035 1.9978901.997890 1.658441.65844 50.8550.85 22 4.870974.87097 3.0000003.000000 33 11.8731811.87318 1.3228191.322819 1.51681.5168 64.2064.20 44 5.155085.15508 1.9983481.998348 55 8.886008.88600 2.3380252.338025 1.83401.8340 37.3437.34 66 44.7747344.77473 3.0000003.000000 7(조리개)7 (aperture) 1.5000001.500000 88 -18.15775-18.15775 1.9013791.901379 1.805181.80518 25.4625.46 99 11.0459811.04598 0.1080450.108045 1010 13.9608013.96080 2.3000002.300000 1.658441.65844 50.8550.85 1111 -6.79965-6.79965 0.5000000.500000 1212 11.8201911.82019 2.8000002.800000 1.696801.69680 55.4655.46 1313 -26.02515-26.02515 0.0000000.000000 1414 0.1E+110.1E + 11 4.5000004.500000 1.516801.51680 64.2064.20 1515 0.1E+110.1E + 11 4.7334824.733482 상면Top 0.0000000.000000

상기 *는 비구면을 나타내며, 비구면 계수는 다음 표4와 같다.* Denotes an aspherical surface, and aspheric coefficients are shown in Table 4 below.

제1면의 비구면 계수Aspheric coefficient of the first side KK 0.1689600.168960 AA -0.313800E-03-0.313800E-03 BB 0.233747E-04 0.233747E-04 CC -0.662217E-06-0.662217E-06 DD 0.765151E-08 0.765151E-08

도 3에 이 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 비점 수차, 구면 수차 및 왜곡 수차가 각각 도시되어 있다. Fig. 3 shows astigmatism, spherical aberration and distortion aberration of the high resolution optical system according to the first and second embodiments of the present invention, respectively.

다음에는 이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계에 대하여 설명한다. Next, a high resolution optical system according to the third and fourth embodiments of the present invention will be described.

도 4에 이 발명의 제3 실시예에 따른 고해상도용 광학계가 도시되어 있고, 도 5에 이 발명의 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계가 도시되어 있다. 4 is a high resolution optical system according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a high resolution optical system according to a fourth embodiment of the present invention.

첨부한 도 4 및 도 5에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계는, 위에 기술한 제1 및 제2 실시예의 구조와 동일하게 이루어지는 제1 렌즈(101'), 제2 렌즈(102') 및 제3 렌즈(103')를 포함하는 제1 렌즈군(10')과, 제4 렌즈(201'), 제5 렌즈(202') 및 제6 렌즈(203')를 포함하는 제2 렌즈군(20')으로 이루어진다. 4 and 5, the optical system for high resolution according to the third and fourth embodiments of the present invention has a first lens 101 'having the same structure as that of the first and second embodiments described above. ), A first lens group 10 'including a second lens 102' and a third lens 103 ', a fourth lens 201', a fifth lens 202 'and a sixth lens ( And a second lens group 20 'including 203'.

이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계는 비구면 렌즈를 포함하지 않으며, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(101'∼103', 201'∼203')는 구면 렌즈로 이루어진다. The high resolution optical system according to the third and fourth embodiments of the present invention does not include an aspherical lens, and the first to sixth lenses 101 'to 103' and 201 'to 203' are made of spherical lenses.

이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계는 제1 및 제2 실시예와는 달리 다음의 조건을 만족한다. The optical system for high resolution according to the third and fourth embodiments of the present invention, unlike the first and second embodiments, satisfies the following conditions.

-0.95 < f/fN < -0.85 -0.95 <f / fN <-0.85

nd3 > 1.80nd3 > 1.80

4.67 < r2 < 4.754.67 <r2 <4.75

0.1 < FB/Vd6 < 0.160.1 <FB / Vd6 <0.16

-0.173 <d7/fg45 < -0.16-0.173 <d7 / fg45 <-0.16

d6 + d7 > 3.85d6 + d7> 3.85

0.85 < ΦG6×Ymax/Vd6 < 0.930.85 <ΦG6 x Ymax / Vd6 <0.93

0.1 < Ymax/TD < 0.20.1 <Ymax / TD <0.2

fN : 제1 렌즈(101')와 제2 렌즈(102')의 합성 초점 거리fN: composite focal length of the first lens 101 'and the second lens 102'

nd3 : 제3 렌즈(103')의 굴절률nd3: refractive index of the third lens 103 '

r2 : 제1 렌즈(101')의 상측면의 곡률 반경r2: radius of curvature of the image-side surface of the first lens 101 ′

FB : 후 초점 거리FB: post focal length

Vd6 : 제6 렌즈(203')의 아베수Vd6: Abbe number of the sixth lens 203 '

fg45 : 제4 렌즈(201')와 제5 렌즈(202')의 합성 초점 거리fg45: composite focal length of the fourth lens 201 ′ and the fifth lens 202 ′

d7 : 조리개(A)와 제4 렌즈(201') 사이의 중심 거리d7: center distance between the aperture A and the fourth lens 201 '

d6 : 제3 렌즈(103')와 조리개(A) 사이의 중심 거리 d6: center distance between the third lens 103 'and the aperture A                     

ΦG6 : 제6 렌즈(203')의 굴절력ΦG6: refractive power of the sixth lens 203 '

Vd6 : 제6 렌즈(203')의 아베수Vd6: Abbe number of the sixth lens 203 '

Ymax : 상고 높이Ymax: height of height

TD : 물체측으로부터 첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 중심 거리TD: center distance from the object side to the first lens plane

수학식 9는 수차를 보정하기 위해 비구면이 적용된 면으로 구성된 전체 광학계의 굴절력과 제1 렌즈의 굴절력의 비로 전체 광학 성능이 보정된 결과의 굴절력 구성을 나타낸 것이다. Equation (9) shows the refractive power configuration of the result of correcting the overall optical performance by the ratio of the refractive power of the entire optical system and the refractive power of the first lens composed of the surface to which the aspherical surface is applied to correct the aberration.

수학식 10은 제1 렌즈에 대한 분산값인 아베수로 제2 렌즈의 굴절력과의 관계를 나타낸 것으로, 렌즈의 소재를 제한하기 위한 식이다.Equation 10 shows the relation with the refractive power of the second lens with an Abbe number, which is a dispersion value for the first lens, to limit the material of the lens.

수학식 12와 수학식 13은 조리개와 렌즈 사이의 공간을 확보하기 위한 식으로, 수학식 12와 수학식 13의 하한값을 초과하는 경우에는 셔터를 설치하기 위한 충분한 공간을 확보할 수가 없다. Equations 12 and 13 are equations for securing a space between the aperture and the lens, and when the lower limit values of Equations 12 and 13 are exceeded, sufficient space for installing the shutter cannot be secured.

수학식 14는 상면에 입사하는 각도를 나타내며, 텔레세트릭(telecentric) 특성을 확보하기 위한 식으로, 수학식 14의 하한값을 초과하면 색번짐 현상이 발생하고, 수학식 14의 상한값을 초과하면 수차 보정이 어려워져서 성능이 떨어지게 된다. Equation (14) represents an angle incident on the upper surface, and to secure telecentric characteristics, color bleeding occurs when the lower limit of Equation 14 is exceeded, and aberration correction when the upper limit of Equation 14 is exceeded. This becomes difficult and degrades performance.

수학식 15는 광학계의 특징을 나타내는 렌즈 길이(물체측으로부터 첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리)와 초점을 나타내는 식이다. Equation (15) is an expression representing a lens length (distance from the object side to the image surface) and a focus representing the characteristics of the optical system.

수학식 16은 제2 렌즈군(20)의 제4 렌즈(201')와 제5 렌즈(202')와의 구성에 관한 식이다 Equation 16 is a formula relating to the configuration of the fourth lens 201 'and the fifth lens 202' of the second lens group 20.                     

위에 기술된 수학식 9 내지 수학식 16을 만족하는 이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 실시예 값은 다음과 같다. Example values of the optical system for high resolution according to the third and fourth embodiments of the present invention that satisfy the above-described Equations 9 to 16 are as follows.

이 발명의 제3 실시예에 따른 고해상도용 광학계에서, 초점 거리는 7.5이고, 후초점 거리는 7.9(공기중에서)이고, 화각은 31。이고, Fno는 2.8이며, 그 실시예값은 다음 표 5와 같다. In the high-resolution optical system according to the third embodiment of the present invention, the focal length is 7.5, the post focal length is 7.9 (in air), the angle of view is 31 °, the Fno is 2.8, and the exemplary values are shown in Table 5 below.

면번호Face number 곡률반경(r)Radius of curvature (r) 두께,간격(d)Thickness and spacing (d) 굴절률(N)Refractive index (N) 분산치(ν)Dispersion value (ν) 1One 11.2334911.23349 0.8000000.800000 1.589131.58913 61.2561.25 22 4.721994.72199 6.4324176.432417 33 8.247518.24751 1.0000001.000000 1.755201.75520 27.5327.53 44 5.084435.08443 1.4994131.499413 55 8.296108.29610 1.8000001.800000 1.804201.80420 46.5046.50 66 -9.89217-9.89217 1.3000001.300000 7(조리개)7 (aperture) 2.5471272.547127 88 -6.14569-6.14569 1.5000001.500000 1.846661.84666 23.7823.78 99 12.8711612.87116 0.3451520.345152 1010 -27.51786-27.51786 1.8000001.800000 1.589131.58913 61.2561.25 1111 -5.62046-5.62046 0.1000000.100000 1212 16.7482816.74828 2.9455952.945595 1.696801.69680 55.4655.46 1313 -12.99825-12.99825 7.9302967.930296 상면Top 0.0000000.000000

이 발명의 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계에서, 초점거리는 7.5이고, 후 초점거리는 8.5(공기중에서)이고, 화각은 31。이고, Fno는 2.8이고, 그 실시예값은 다음 표 6과 같다. In the optical system for high resolution according to the fourth embodiment of the present invention, the focal length is 7.5, the rear focal length is 8.5 (in air), the angle of view is 31 DEG, the Fno is 2.8, and the exemplary values are shown in Table 6 below.

면번호Face number 곡률반경(r)Radius of curvature (r) 두께,간격(d)Thickness and spacing (d) 굴절률(N)Refractive index (N) 분산치(ν)Dispersion value (ν) 1One 12.3046112.30461 0.8000000.800000 1.516801.51680 64.2064.20 22 5.555105.55510 0.9111810.911181 33 13.4814313.48143 0.8000000.800000 1.516801.51680 64.2064.20 44 6.336516.33651 4.0000004.000000 55 10.9143710.91437 1.9679701.967970 1.804201.80420 46.5046.50 66 -17.36882-17.36882 1.3000001.300000 7(조리개)7 (aperture) 3.0000003.000000 88 -6.07371-6.07371 1.3000001.300000 1.805181.80518 25.4625.46 99 11.5673911.56739 0.1946500.194650 1010 -111,12351-111,12351 1.5000001.500000 1.772501.77250 49.6249.62 1111 -6.27984-6.27984 0.1000000.100000 1212 17.4508617.45086 2.6000002.600000 1.696801.69680 55.4655.46 1313 -13.89425-13.89425 8.4912538.491253 상면Top 0.0000000.000000

도 6에 이 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 고해상도용 광학계의 비점 수차, 구면 수차 및 왜곡 수차가 각각 도시되어 있다. Fig. 6 shows astigmatism, spherical aberration and distortion aberration of the high resolution optical system according to the third and fourth embodiments of the present invention, respectively.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 최소한의 렌즈 매수를 이용하여 약 150만 화소 이상의 CCD에 적용 가능한 고해상도를 광학계를 제공할 수 있다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, an optical system having a high resolution applicable to a CCD of about 1.5 million pixels or more using a minimum number of lenses can be provided.

또한, 렌즈의 밝기 Fno가 2.8인 광학계를 제공할 수 있다. In addition, an optical system having a brightness Fno of 2.8 can be provided.

Claims (3)

물체측으로부터 순차적으로,From the object side sequentially, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈로 이루어지며, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과;A first lens group comprising a first lens having negative refractive power, a second lens having negative refractive power, and a third lens having positive refractive power, and having a negative refractive power as a whole; 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6 렌즈로 이루어지고, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군으로 이루어지며, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 조리개가 위치하고, 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하며, 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 고해상도용 광학계.A fourth lens having negative refractive power, a fifth lens having positive refractive power, and a sixth lens having positive refractive power, and a second lens group having a positive refractive power as a whole. An optical system for high resolution, characterized in that an aperture is located between lens groups, the lens comprises at least one aspherical lens, and satisfies the following conditions. -0.17 < f/f1 < -0.16 -0.17 <f / f1 <-0.16 0.09 < r3/Vd1 < 0.150.09 <r3 / Vd1 <0.15 3.5 < f1/f12 < 4.03.5 <f1 / f12 <4.0 0.19 < d6/dI < 0.20.19 <d6 / dI <0.2 4.0 <d6 + d7 < 5.04.0 <d6 + d7 <5.0 0.6 < fB/Exi < 0.670.6 <fB / Exi <0.67 0.4 < f/dT < 0.60.4 <f / dT <0.6 108 < r9/d9 < 110108 <r9 / d9 <110 f : 전체 광학계의 초점 거리f: focal length of the whole optical system f1 : 제1 렌즈의 초점 거리f1: Focal length of the first lens r3 : 제1 렌즈의 물체측면의 곡률 반경r3: radius of curvature of the object-side surface of the first lens Vd1 : 제1 렌즈의 아베수Vd1: Abbe number of the first lens f12 : 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점 거리f12: Composite focal length of the first lens and the second lens d6 : 제3 렌즈의 상측면과 조리개 사이의 거리d6: distance between the image side surface of the third lens and the aperture dI : 제1 렌즈에서 조리개까지의 거리dI: distance from the first lens to the aperture d9 : 조리개에서 제4 렌즈의 물체측면까지의 중심거리d9: center distance from the iris to the object-side surface of the fourth lens fB : 광학계의 후초점 거리(back focal length)fB: back focal length of optical system Exi : 광학계의 출사동 위치Exi: Location of exit pupil of optical system dT : 조리개면에서 상면까지의 거리dT: distance from the iris to the top r9 : 제4 렌즈의 상측면의 곡률 반경r9: radius of curvature of the image-side surface of the fourth lens d9 : 제4 렌즈와 제5 렌즈의 중심거리d9: center distance between the fourth lens and the fifth lens 물체측으로부터 순차적으로,From the object side sequentially, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈로 이루어지며, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군;A first lens group including a first lens having negative refractive power, a second lens having negative refractive power, and a third lens having positive refractive power, and having a negative refractive power as a whole; 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6 렌즈로 이루어지고, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군으로 이루어지며, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 조리개가 위치하고, 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 고해상도용 광학계.A fourth lens having negative refractive power, a fifth lens having positive refractive power, and a sixth lens having positive refractive power, and a second lens group having a positive refractive power as a whole. An optical system for high resolution, characterized in that an aperture is located between lens groups, and satisfies the following conditions. -0.95 < f/fN < -0.85 -0.95 <f / fN <-0.85 nd3 > 1.80nd3 > 1.80 4.67 < r2 < 4.754.67 <r2 <4.75 0.1 < FB/Vd6 < 0.160.1 <FB / Vd6 <0.16 -0.173 <d7/fg45 < -0.16-0.173 <d7 / fg45 <-0.16 d6 + d7 > 3.85d6 + d7> 3.85 fN : 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점 거리fN: Composite focal length of the first lens and the second lens nd3 : 제3 렌즈의 굴절률nd3: refractive index of the third lens r2 : 제1 렌즈의 상측면의 곡률 반경r2: radius of curvature of the image-side surface of the first lens FB : 후 초점 거리FB: post focal length Vd6 : 제6렌즈의 아베수Vd6: Abbe number of the sixth lens fg45 : 제4 렌즈와 제5 렌즈의 합성 초점 거리,fg45: composite focal length of fourth lens and fifth lens, d7 : 조리개와 제4 렌즈 사이의 중심 거리d7: center distance between the iris and the fourth lens d6 : 제3 렌즈의 상측면과 조리개 사이의 중심 거리d6: center distance between the image side surface of the third lens and the iris 제2항에 있어서, 다음의 조건을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고해상도용 광학계.The optical system for high resolution according to claim 2, further comprising the following conditions. 0.85 < ΦG6×Ymax/Vd6 < 0.930.85 <ΦG6 x Ymax / Vd6 <0.93 0.1 < Ymax/TD < 0.20.1 <Ymax / TD <0.2 ΦG6 : 제6 렌즈의 굴절력,ΦG6: refractive power of the sixth lens, Vd6 : 제6 렌즈의 아베수Vd6: Abbe number of the sixth lens Ymax : 상고 높이Ymax: height of height TD : 물체측으로부터 첫 번째 렌즈에서 상면까지의 중심 거리TD: center distance from the object side to the image plane of the first lens Ymax : 상고 높이Ymax: height of height
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