KR100946497B1 - 광학계 - Google Patents

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Abstract

광학계가 제공된다. 본 발명은 제1렌즈군, 광량을 조절하고 불필요한 광을 차단시키기 위한 조리개, 제2렌즈군을 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 포함하며, 상기 제1렌즈군은 제1렌즈로 구성되고, 상기 제2렌즈군은 하나 또는 복수의 렌즈로 구성되고, 상기 제1렌즈의 상측면이 DOE로 되어 있으며, 상기 제1렌즈와 조리개 사이가 소정 거리 이상 이격되어 있고, 상기 제1렌즈의 상측면은 DOE가 클리어 어퍼쳐(Clear aperture) 구간의 60%, 비구면이 클리어 어퍼쳐 구간의 40%의 비율로 구성된다. 본 발명에 의하면 렌즈의 DOE 면과 조리개 사이를 소정거리이상 이격시킴으로써, 플레어 및 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
DOE, 광학계, 렌즈, 조리개, 클리어, 어퍼쳐, 비구면, 플레어, 회절.

Description

광학계 {Optical system}
도 1은 종래 광학계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 광학계에서 조리개 부분을 확대한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계에서 조리개 부분을 확대한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 제1렌즈 120 제2렌즈
130 제3렌즈 140 조리개
200 적외선 필터 300 상면
112 클리어 어퍼쳐 112a DOE 영역
112b 비구면 영역
본 발명은 광학계에 관한 것이다.
최근 휴대전화기나 이동통신단말기에 CCD(Charged Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 고체 촬상소자를 이용한 콤팩트한 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라가 내장되고 있다. 이러한 촬상소자는 소형화되는 추세이고, 이에 따라 촬상소자에 사용되는 광학계도 고성능이면서 소형화가 요구되고 있다.
최근 휴대전화기에 사용되는 광학계의 경우에 회절광학소자(Diffraction Optical Element, 이하 'DOE'라 함)인 렌즈가 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래 광학계의 구조를 보여주는 도면이다.
도 1에서 종래 광학계는 제1렌즈(10), 조리개(40), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30)를 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 포함하여 이루어진다.
도 1에서 제1렌즈(10)의 상측면은 DOE로 되어 있다.
도 2는 도 1에서 조리개 부분을 확대한 도면이다.
도 2에서 제1렌즈(10)의 DOE 면의 클리어 어퍼쳐(Clear aperture)(12)와, 조리개(40)의 클리어 어퍼쳐(42)가 도시되어 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, 종래 광학계에서는 DOE 면과 조리개(40) 사이의 거리가 너무 가깝기 때문에 DOE 면의 클리어 어퍼쳐(12)와 조리개(40)의 클리어 어퍼쳐(42)의 크기가 거의 같다. 따라서, 종래 광학계에서는 제1렌즈(10)의 상측면 전체에 DOE를 사용한다. 이러한 종래 광학계 구조는 색수차를 없애고 콘트라스 트(contrast)를 좋게 하는 장점이 있으나, 제1렌즈(10)의 주변 영역에서 회절 링(ring) 간격이 좁아지고 회절 링 숫자가 많아지면서 플레어(flare) 및 레인보우(rainbow) 현상을 야기시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, DOE를 사용한 광학계에서 플레어 및 레인보우 현상을 개선한 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1렌즈군, 광량을 조절하고 불필요한 광을 차단시키기 위한 조리개, 제2렌즈군을 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 포함하며, 상기 제1렌즈군은 제1렌즈로 구성되고, 상기 제2렌즈군은 하나 또는 복수의 렌즈로 구성되고, 상기 제1렌즈의 상측면이 DOE로 되어 있으며, 상기 제1렌즈와 조리개 사이가 소정 거리 이상 이격되어 있고, 상기 제1렌즈의 상측면은 DOE가 클리어 어퍼쳐(Clear aperture) 구간의 60%, 비구면이 클리어 어퍼쳐 구간의 40%의 비율로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 광학계는 제1렌즈군, 조리개, 제2렌즈군을 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 포함하여 이루어진다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계의 구조를 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4의 실시예에서 제1렌즈군은 제1렌즈(110)를 포함하여 이루어지고, 제2렌즈군은 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130)를 포함하여 이루어진다.
제1렌즈(110)는 상측면의 소정 영역이 DOE(Diffraction Optical Element)로 되어 있다.
조리개(140)는 광량을 조절하고 불필요한 광을 차단시키는 역할을 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계에서 조리개(140) 부분을 확대한 도면이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에서 제1렌즈(110)와 조리개(140)는 소정 거리(d) 이상 이격되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1렌즈(110)와 조리개(140)는 0.3mm 이상 이격되는 것이 바람직하다.
도 5에서 제1렌즈(110)의 상측면의 클리어 어퍼쳐(112)와 조리개(140)의 클리어 어퍼쳐(142)가 도시되어 있다.
본 발명에서 제1렌즈(110)의 DOE 면은 클리어 어퍼쳐(112)의 중심부에 위치 하고 있다. 그리고, 제1렌즈(110)는 클리어 어퍼쳐(112)의 중심부를 제외한 주변부는 일반적인 비구면으로 되어 있다. 도 3에서 제1렌즈(110)의 DOE(112a) 영역과 비구면(112b) 영역을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명에서는 제1렌즈(110)는 상측면의 클리어 어퍼쳐(112)의 중심부가 DOE(112a) 영역으로 되어 있고, 클리어 어퍼쳐(112)의 주변부가 비구면(112b) 영역으로 되어 있다. 따라서, 제1렌즈(110)의 클리어 어퍼쳐(112)의 중심부로 입사되는 빛은 DOE(112a) 영역을 통과하여 화상의 콘트라스트를 높일 수 있고, 제1렌즈(110)의 클리어 어퍼쳐(112)의 주변부로 입사되는 빛은 비구면(112b) 영역을 통과하여 화상의 플레어(flare) 및 레인보우(rainbow) 현상을 제거할 수 있다. 도 3은 빛이 DOE(112a) 영역을 통과하여 상면(300)에 도달하는 부분(A)을 보여주고, 도 4는 빛이 비구면(112b) 영역을 통과하여 상면(300)에 도달하는 부분(B)을 보여준다.
본 발명에서 DOE(112a) 영역이 전체 클리어 어퍼쳐(112) 면적의 60% 정도를 차지하고, 비구면(112b) 영역이 전체 클리어 어퍼쳐(112) 면적의 40% 정도를 차지하도록 제1렌즈(110)를 설계하는 것이 바람직하다.
이처럼 본 발명에서는 제1렌즈(110)의 DOE 면과 조리개(140) 사이를 소정거리이상 이격시키고, 제1렌즈(110)의 클리어 어퍼쳐(112)를 DOE(112a) 영역과 비구면(112b) 영역으로 구분하여 구현한다. 따라서, 본 발명에서는 DOE(112a) 영역을 통과한 빛은 화상의 콘트라스트를 높이게 되고, 비구면(112b) 영역을 통과한 빛은 화상의 플레어 및 레인보우 현상을 제거하게 된다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 렌즈의 DOE 면과 조리개 사이를 소정거리이상 이격시킴으로써, 플레어 및 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 제1렌즈군, 광량을 조절하고 불필요한 광을 차단시키기 위한 조리개, 제2렌즈군을 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 포함하며,
    상기 제1렌즈군은 제1렌즈로 구성되고,
    상기 제2렌즈군은 하나 또는 복수의 렌즈로 구성되고,
    상기 제1렌즈와 조리개 사이가 소정 거리 이상 이격되어 있고,
    상기 제1렌즈의 상측면에는 클리어 어퍼쳐(clear aperture) 구간이 형성되어 있으며, 상기 클리어 어퍼쳐 구간은 DOE면과 비구면을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈의 상측면은 클리어 어퍼쳐 구간의 중심부가 DOE로 되어 있고, 중심부를 제외한 주변부가 비구면 영역으로 되어 있는 광학계.
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JPH10104533A (ja) 1996-10-03 1998-04-24 Minolta Co Ltd ファインダ光学系
KR20010030271A (ko) * 1999-09-09 2001-04-16 요코다 마코도 촬상렌즈
KR20020083026A (ko) * 2001-04-25 2002-11-01 엘지전자 주식회사 디지털 카메라용 광학계
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