KR100985567B1 - 촬상 렌즈 유닛 - Google Patents

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KR100985567B1 KR1020080118049A KR20080118049A KR100985567B1 KR 100985567 B1 KR100985567 B1 KR 100985567B1 KR 1020080118049 A KR1020080118049 A KR 1020080118049A KR 20080118049 A KR20080118049 A KR 20080118049A KR 100985567 B1 KR100985567 B1 KR 100985567B1
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Abstract

본 발명에서는 제2 렌즈의 앞면 형상을 공차에 둔감하게 고안하여 제1 렌즈의 디센터(Decenter) 오차에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 방안을 제안하는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 의한 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되는 제1 렌즈의 굴절력이 포지티브인 4매 렌즈로 구성되고, 제2 렌즈의 피사체측에 형성된 면이 피사체측에 대해 볼록하며, R21 > bfl1 - d12 (여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, bfl1는 제1 렌즈의 후면 초점 거리, 그리고, d12는 제1, 제2 렌즈 정점간 거리를 각각 의미함.)를 만족시키거나, 또는 R21 > efl1 - d1f (여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, efl1는 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f는 제1 렌즈의 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈의 피사체측 면 사이 거리를 의미함.)를 만족시킨다.

Description

촬상 렌즈 유닛{LENS UNIT FOR CAMERA}
본 발명은 촬상 렌즈 유닛에 관한 것으로, 특히 휴대폰 등과 같은 모바일용 단말기에 사용되는 촬상 렌즈 유닛에 관한 것이다.
현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 모바일용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다. 이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하 여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
한편, 최근 휴대폰과 같은 모바일 기기에 사용되는 영상모듈의 화소수는 5 메가픽셀을 넘어 기존에는 디지털 카메라 등에서만 제공했던 8 메가픽셀 이상까지 증가하고 있다.
하지만, 사용할 수 있는 공간의 크기가 제한되는 모바일 기기의 특성상 렌즈에 활용할 수 있는 공간의 크기는 화소수와 같이 증가하기 힘들며 오히려 지속적인 슬림화 요구가 강해 광학전장이 축소되고 있는 실정이다.
렌즈 전장을 줄일 경우 렌즈 두께나 렌즈간 간격의 제한 등으로 인해 렌즈면에 의해 광선이 굴절되는 굴절각이나 렌즈면 사이의 광경로가 광축과 이루는 각도가 커지게 되고 이런 특성은 공차에 대한 관용도가 악화되는 결과를 낳는다.
슬림화와 고화소에 대한 요구는 이렇게 상충되는 성질을 갖고 있으며 모바일 기기에 사용되는 소형 카메라 광학계의 화소수가 증가함에 따라 이 문제를 해결하는 것이 안정적인 성능의 렌즈를 제조하는데 주요한 이슈로 대두되고 있다.
본 발명은 슬림화와 고화소 요구에 대응하기 위해 3 메가픽셀급 이상의 고화소 제품에 주로 사용되는 4매 구성 촬상 렌즈계에서 제2 렌즈의 형태를 최적화하여 공차에 대한 관용도를 개선한 렌즈에 관한 것이다.
현재 4매 렌즈의 각 렌즈 굴절력(power) 배치에 따라 다양한 카메라 광학계가 제안되어 있으며, 그 예로서 미국 공개특허공보 US2007/705778 및 대한민국 공 개특허공보 제2003-0059971호를 들 수 있을 것이다.
하나의 렌즈가 가질 수 있는 굴절력(power)을 포지티브[이하, '(+)'라 함]와 네가티브[이하, '(-)'라 함]로 단순화하면 4매 렌즈의 굴절력 배치는 이론상 총 16가지가 나올 수 있지만 일반적으로 제1 렌즈는 (+) 굴절력, 제2 렌즈는 (-) 굴절력을 갖는 경우가 많다. 따라서, 대부분의 렌즈는 (+)(-)(+)(+), (+)(-)(+)(-), (+)(-)(-)(+), (+)(-)(-)(-) 중 하나의 굴절력 배치를 갖는다.
한편, 개구조리개(Aperature stop) 위치에 의해서도 다양한 광학계를 정의할 수 있지만 모바일 기기등에 사용되는 소형 카메라에 사용되는 4매 광학계의 경우 텔레센트릭(telecentric) 특성을 확보하고 광학 전장을 줄이기 위해 제1 렌즈의 앞이나 제1, 제2 렌즈 사이에 있는 것이 많다.
일반적으로 광학계를 구성하는 여러 단품 렌즈 중 공차에 가장 민감한 렌즈는 굴절력의 절대값이 가장 큰 렌즈이고 본 발명에서 제안하는 4매 광학계의 경우 제1 렌즈의 굴절력이 가장 크기 때문에 대부분의 4매 광학계에서는 제1 렌즈의 공차민감도가 가장 크다. 공차와 관련된 외란 요소들에는 굴절률, 형상 정밀도, 디센터(Decenter) 등의 다양한 요소들이 있는데 광학 전장이 축소되는 슬림화된 광학계에서는 디센터(Decenter)에 대한 공차 민감도가 점점 중요시되고 있다.
이것은 슬림화는 기하학적인 요구정밀도를 높이는 것이기 때문에 디센터(Decenter)와 같이 기하학적인 정밀도(Geometric accuracy)에 크게 의존하는 공차들은 슬림화에 의해 크게 영향을 받지만 굴절률, 형상 정밀도와 같이 사용하는 빛의 파장에 크게 의존하는 공차들은 슬림화에 의한 영향이 상대적으로 크지 않다 는 사실로부터 이해될 수 있다.
또한, 도 1과 같은 4매 광학계의 광경로를 고려하더라도 이미지면 바깥쪽으로 향하는 비축광선(Off-Axis rays)과 렌즈면이 만나는 각도(입사각)이 가장 큰 면이 제1 렌즈의 앞면(피사체측 면)이고 디센터(Decenter)에 의해 렌즈면이 시프트(shift)될 때 입사각이 큰 광선의 광경로가 가장 많이 변한다는 사실로부터도 제1 렌즈의 디센터(Decenter)에 의한 성능변화(공차 민감도)가 클 것을 예상할 수 있다. 한편, 종래기술에 관한 도 1에 도시된 렌즈 유닛에 있어서 제2 렌즈의 앞면은 오목하게 구성되어있다.
슬림화된 4매 광학계를 안정적으로 양산하기 위해서는 제1 렌즈의 디센터(Decenter)에 대한 공차 민감도가 중요하지만 기존 광학계에서는 공차 특성을 개선할 수 있는 구체적인 방안이 부족한 실정이다.
본 발명에서는 제2 렌즈의 앞면 형상을 공차에 둔감하게 고안하여 제1 렌즈의 디센터(Decenter) 오차에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 방안을 제안한다.
이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되는 제1 렌즈의 굴절력이 포지티브인 4매 렌즈로 구성되고, 제2 렌즈의 피사체측에 형성된 면이 피사체측에 대해 볼록하며, R21 > bfl1 - d12 (여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, bfl1는 제1 렌즈의 후면 초점 거리, 그리고, d12는 제1, 제2 렌즈 정점간 거리를 각각 의미함.)를 만족시킨다.
또한, 상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되는 제1 렌즈의 굴절력이 포지티브인 4매 렌즈로 구성되고, 제2 렌즈의 피사체측에 형성된 면이 피사체측에 대해 볼록하며, R21 > efl1 - d1f (여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, efl1는 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f는 제1 렌즈의 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈의 피사체측 면 사이 거리를 의미함.)를 만족시킨다.
아울러, 상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 또다른 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면 과 화상측으로 형성된 볼록면을 구비한 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 네가티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 오목면을 구비한 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈로부터 화상측 방향으로 순차적으로 소정 간격 이격되어 배치된 제3 및 제4 렌즈; 및 상기 제4 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 광학계로 입사되는 적외선 파장을 필터링하는 적외선 차단 필터을 포함하고, 상기 제2 렌즈는, R21가 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, bfl1가 제1 렌즈의 후면 초점 거리, 그리고, d12가 제1, 제2 렌즈 정점간 거리를 나타낼 때, R21 > bfl1 - d12 조건을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 또다른 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 볼록면을 구비한 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 네가티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 오목면을 구비한 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈로부터 화상측 방향으로 순차적으로 소정 간격 이격되어 배치된 제3 및 제4 렌즈; 및 상기 제4 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 광학계로 입사되는 적외선 파장을 필터링하는 적외선 차단 필터를 포함하고, 상기 제2 렌즈는, R21가 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, efl1가 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f 가 제1 렌즈의 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈의 피사체측 면 사이 거리를 나타낼 때, R21 > efl1 - d1f 조건을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 의한 촬상렌즈 유닛의 개략도를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 촬상렌즈 유닛은, 피사체(물체)측으로부터 화상면(이미지센서면)까지 제1 렌즈(L1), 개구조리개(STOP), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4) 및 적외선차단필터(FILTER)가 순차적으로 배열되어 있다.
먼저, 제1 렌즈(L1)는 피사체측에 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면(S1)과 화상측으로 형성된 볼록면(S3)을 구비하고 있다.
제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)의 사이에는 개구조리개(STOP)가 위치된다. 도 2에 의한 실시예에 있어서는 개구조리개(STOP)가 제1 렌즈(L1)의 정점보다 화상측쪽으로 위치하고 있음을 나타내고 있으나, 반드시 이러한 위치에 한정되는 것이 아니라, 제1 렌즈의 앞에 위치할 수도 있다.
다음, 제2 렌즈(L2)가 제1 렌즈(L1)로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 이러한 제2 렌즈(L2)는 네가티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면(S4)과 화상측으로 형성된 오목면(S5)을 구비한다. 본 발명에 의한 효과를 달성하기 위한 제2 렌즈의 세부 사양에 대하여는 후술하기로 한다.
이러한 제2 렌즈(L2)로부터 화상측 방향으로 순차적으로 제3 및 제4 렌즈(L3, L4)가 소정 간격 이격되어 배치된다. 본 발명에 의한 목적을 달성하기 위하여는 제3 및 제4 렌즈(L3, L4)의 구성에 대하여 가해지는 특별한 제한(가령, 굴절력이나 S6 내지 S9에 대한 오목 또는 볼록면에 관한 제한)은 없음에 주의하여야 한다.
그리고, 마지막으로 제4 렌즈(L4)로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 광학계로 입사되는 적외선 파장을 필터링하는 적외선 차단 필터(FLITER)를 포함한다.
렌즈 표면에서의 굴절현상은 다음과 같은 스넬의 법칙에 의해서 설명할 수 있다.
n sinθ = n' sinθ'
여기서, n은 입사매질의 굴절률, n'는 출사 매질의 굴절률, θ는 입사각, θ'는 출사각을 의미한다.
이 수식을 통해 전반사가 일어나기 전까지 입사각이 커질수록 입사각 변화에 대한 출사각 변화 비율이 커진다.
도 3 및 4는 입사매질의 굴절률이 1, 출사 매질의 굴절률이 1.5일 때 입사각에 대한 출사각과 출사각 변화 비율을 나타낸다. 도 3은 출사각과 입사각의 관계에 대한 그래프이며, 도 4는 출사각 비율을 나타내는 그래프이다. 도 3 및 4에 나타난 그래프에 의할 경우, 입사각이 커질수록 출사각 변화비율이 커지는 것을 알 수 있다.
특정 렌즈면에 디센터(Decenter)가 발생하면 광 경로의 입사각에도 변화가 발생하고 이는 결국 출사각 변화로 연결된다. 이때, 동일한 입사각 변화에 대한 출사각 변화율이 크다는 것은 디센터에 의한 광경로가 이동하는 비율이 크다는 것을 나타내고 최종적으로 디센터에 대한 관용도가 나빠지는 것을 의미한다.
결국, 디센터에 대한 관용도를 확보하기 위해서는 렌즈면의 입사각을 최소화하는 작업이 필요하다.
제1 렌즈(L1)의 디센터에 대한 민감도를 개선하기 위해서는 제1 렌즈(L1)의 앞면의 기울기를 제한하는 것이 효과적이다. 하지만, 제1 렌즈(L1)가 대부분의 굴절력(power)을 담당하고 제1 렌즈(L1) 앞면(S1)의 형상은 구면수차를 최소화하는 형태로 정의되기 때문에 제1 렌즈 앞면의 기울기를 디센터 개선에 활용하기 힘들다.
본 실시예에서는 제1 렌즈(L1)가 아닌 제2 렌즈(L2) 형상을 통해 제1 렌즈(L1)의 디센터에 대한 민감도를 개선하고자 한다.
제1 렌즈(L1)에 의해 광경로에 이상이 발생하더라도 제2 렌즈(L2)가 둔감하 게 설계된다면 제1 렌즈에 의해 발생한 오차가 이미지면까지 전파되는 비율을 줄일 수 있다. 각 렌즈 중 제1 렌즈(L1)에 의한 오차를 보정하기에 가장 유리한 렌즈는 제2 렌즈(L2)이며 특히 제2 렌즈 앞면(S4; 피사체측 면)을 이용하는 것이 좋다. 이것은 개구부(Aperture Stop)가 앞부분에 위치한 4매 렌즈의 특성에 기인한다. 즉, 4매 렌즈 중 제1 및 제2 렌즈는 동공(Pupil)에 대한 광경로를 주로 제어하고, 제3 및 제4 렌즈는 필드(Field)에 대한 광경로를 주로 제어하기 때문에 제1 렌즈와 비슷한 역할을 수행하는 제2 렌즈 앞면(S4)을 이용하여 제1 렌즈(L1)의 민감도를 감쇠하는 것이 효과적이다.
공차에 대한 관용도를 확보하기 위해서는 제2 렌즈 앞면(S4)에 입사하는 광들의 입사각이 작아지도록 제2 렌즈 앞면(S4)을 설계해야 한다. 제1 렌즈가 강한 (+) 굴절력을 갖기 때문에 제1 렌즈를 통과한 광선이 수렴한다는 사실을 고려하면 입사각을 최소화하기 위해서는 도 4와 같이 제2 렌즈 앞면(S4)이 피사체측 면에 대해 볼록(Convex)한 것이 좋다.
공차 특성은 주광선(Principal ray)보다 주변광선(Marginal Ray)에 의존한다. 주변 광선에 대한 민감도를 개선하기 위해서는 주변광선의 입사각이 0이 되도록 제2 렌즈 앞면을 설계하는 것이 가장 유리하지만 입사각이 0이면 주변광선에 대한 굴절력이 0이 되기 때문에 해상력 및 색수차 특성에는 불리하다. 따라서, 공차와 광학성능을 고려한 최적의 형상은 굴절력이 없는 평평한 형상과 주변 광선의 입사각이 0이 되는 형상 사이가 될 것이다.
따라서, 본 실시예에서는 4매 렌즈로 구성되고 제1 렌즈(L1)가 포지티브 굴 절력을 가지며 제2 렌즈(L2)의 앞면(S4)의 곡률이 다음 조건을 만족하여 디센터에 대한 관용도를 개선한 촬상용 광학계를 제공한다.
R21 > efl1 - d1f
여기서, R21는 제2 렌즈 앞면의 곡률반경, efl1는 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f는 제1 렌즈 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈 앞면 사이 거리를 의미한다. 여기서 주점이란 당업계에서 주지되고 있는 바와 같이, 광경로상에서의 중심점을 의미하는 것으로서 제 2 주점은 피사체측에서 광을 비출때의 중심점을 의미한다.
또한, 위 수학식 2와 동일한 조건을 제1 렌즈의 후면 초점 거리(Back Focal Length; BFL)를 이용해 다음과 같이 기술할 수도 있다.
R21 > bfl1 - d12
여기서, R21는 제2 렌즈 앞면의 곡률반경, bfl1는 제1 렌즈의 후며 초점 거리, 그리고, d12는 1, 제2 렌즈 정점간 거리를 각각 의미한다.
실시예
이하의 표 1 및 2는, 상술한 바와 같은 본 발명에 의한 구체적인 실시예에 해당하는 렌즈 데이터를 나타낸다.
먼저, 다음의 표 1은 본 실시예에 있어서의 렌즈 유닛을 구성하는 렌즈에 대한 구체적인 설계치를 나타낸다.
Figure 112008081546398-pat00001
다음의 표 2는 아래 수학식 3으로 기재된 바와 같은 비구면식에 있어서의 비구면 계수를 나타내는 것으로서, k는 이심률이며 A 내지 F는 4차, 6차, 8차, 10차, 12차 및 14차의 비구면계수를 의미한다. 또한, z(r)은 비구면의 정점에서 높이 r까지의 수평거리를 나타내며, c는 곡률(1/R)을 나타낸다.
Figure 112008081546398-pat00002
Figure 112008081546398-pat00003
디센터 및 틸팅(Tilt)에 대한 관용도는 아래 수학식 4로 정의되는 축상 코마(Axial Coma)에 대한 민감도(Sensitivity)로 어느 정도 예측할 수 있다.
Figure 112008081546398-pat00004
여기서, α는 틸팅 라디안 각도(tilt angle in radians),
S는 표면의 라디안 틸딩에 의하여 생성된 웨이브프론트(wavefront) 변화의 제곱근(the square root of the variance of the wavefront produced by a radian angular tilt of the surface), 및
λ는 렌즈 시스템 유닛에서의 파장(wavelength in lens system units)을 나타낸다.
아래 표 3은 도 1과 도 2에서의 광학계의 제1 및 제2 렌즈의 축상 코마(Axial Coma)에 대한 관용도를 나타낸다.
Figure 112008081546398-pat00005
위 표 3에서의 각 렌즈의 민감도를 비교하면 수학식 2의 조건을 만족하는 도 2의 광학계의 민감도가 훨씬 더 작은 것을 알 수 있다.
한편, 도 5 및 6은 각각 도 1의 조건식을 만족하지 않은 광학계와 도 2의 조건식을 만족하는 광학계에 대해 공차가 반영되지 않는 명목상의 MTF (Nominal MTF)와 제1 렌즈 앞면이 광축에서 3μm 정도 어긋날 때의 MTF 특성을 나타내고 있다.
도 5는 위 조건식을 만족하지 않는 광학계, 즉 제 2 렌즈 앞면이 물체면에 대해서 오목한 경우의 MTF 특성으로서 (a)는 Nominal MTF에 관한 것이며 (b)는 S1 면에 디센터 3㎛의 발생의 경우에 관한 것이다. 이에 대하여 도 6은 위 조건식을 만족하는 광학계의 MTF 특성으로서 (a)는 Nominal MTF에 관한 것이며 (b)는 S1 면에 디센터 3㎛의 발생의 경우에 관한 것이다.
Nominal MTF의 경우 도 1의 광학계가 더 우수하지만 실제로 공차가 반영될 경우 공차에 민감한 외곽 필드(field)에서는 조건식을 만족하는 광학계 MTF 특성이 더 우수한 것을 알 수 있다. 도 6에 있어서의 이러한 그래프는 제1 렌즈 앞면에 3μm의 디센터만 고려한 경우이고 렌즈 틸팅와 같은 다른 공차까지 반영하면 조건식을 만족할 때 공차 특성과 만족하지 않을 때의 공차 특성의 차이는 더 심해질 것이다.
결국, 축상 코마(Axial Coma)에 대한 민감도와 디센터를 반영했을 때의 성능 비교를 종합해 보면 제2 렌즈 앞면을 물체면에 대해 볼록하게 하여 수학식 2를 만족하도록 하면 디센터나 틸팅와 같은 외란요인에 대한 광학계의 공차 특성이 개선되는 것을 알 수 있다. 디센터와 같은 비대칭적인 외란요인들은 이미지면에 비대칭적인 화질저하를 발생시키기 때문에 화면의 일부분만 흐릿해지는 부분 흐림 현상을 유발하기 쉽다. 따라서, 디센터나 틸팅에 대한 관용도 개선을 통해 부분 흐림 현상도 개선할 수 있다.
이상에서 설명된 내용은 본 발명의 바람직한 실시예의 형태로 제공되었으므로, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래기술에 있어서의 촬상렌즈 유닛 및 광경로를 나타내는 도면.
도 2는 본 실시예에 의한 촬상렌즈 유닛 및 광경로를 나타내는 도면.
도 3 및 4는 입사매질의 굴절률이 1, 출사 매질의 굴절률이 1.5일 때 입사각에 대한 출사각과 출사각 변화 비율을 나타내는 것으로서, 도 3은 출사각과 입사각의 관계에 대한 그래프이며, 도 4는 출사각 비율을 나타내는 그래프.
도 5는 조건식을 만족하지 않는 광학계, 즉 제2 렌즈 앞면이 물체면에 대해서 오목한 경우의 MTF 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 본 실시예에 의한 조건식을 만족하는 광학계의 MTF 특성을 나타내는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
L1 내지 L4: 제1 내지 제4 렌즈
S1,S3: 제1 렌즈의 앞면 및 뒷면
S4,S5: 제2 렌즈의 앞면 및 뒷면
S6,S7: 제3 렌즈의 앞면 및 뒷면
S8,S9: 제4 렌즈의 앞면 및 뒷면
STOP: 개구조리개
FILTER: 적외선차단필터

Claims (4)

  1. 피사체측에 배치되는 제1 렌즈의 굴절력이 포지티브인 4매 렌즈로 구성되고, 제2 렌즈의 피사체측에 형성된 면이 피사체측에 대해 볼록하며 아래 조건식을 만족하는 촬상 렌즈 유닛.
    R21 > bfl1 - d12
    여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, bfl1는 제1 렌즈의 후면 초점 거리, 그리고, d12는 제1, 제2 렌즈 정점간 거리를 각각 의미함.
  2. 피사체측에 배치되는 제1 렌즈의 굴절력이 포지티브인 4매 렌즈로 구성되고, 제2 렌즈의 피사체측에 형성된 면이 피사체측에 대해 볼록하며 아래 조건식을 만족하는 촬상 렌즈 유닛.
    R21 > efl1 - d1f
    여기서, R21는 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, efl1는 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f는 제1 렌즈의 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈의 피사체측 면 사이 거리를 의미함.
  3. 피사체측에 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 볼록면을 구비한 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 네가티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 오목면을 구비한 제2 렌즈;
    상기 제2 렌즈로부터 화상측 방향으로 순차적으로 소정 간격 이격되어 배치된 제3 및 제4 렌즈; 및
    상기 제4 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 광학계로 입사되는 적외선 파장을 필터링하는 적외선 차단 필터;
    을 포함하고,
    상기 제2 렌즈는, R21가 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, bfl1가 제1 렌즈의 후면 초점 거리, 그리고, d12가 제1, 제2 렌즈 정점간 거리를 나타낼 때,
    R21 > bfl1 - d12
    조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈 유닛.
  4. 피사체측에 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 볼록면을 구비한 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 네가티브 굴절력을 갖고, 피사체측으로 형성된 볼록면과 화상측으로 형성된 오목면을 구비한 제2 렌즈;
    상기 제2 렌즈로부터 화상측 방향으로 순차적으로 소정 간격 이격되어 배치된 제3 및 제4 렌즈; 및
    상기 제4 렌즈로부터 화상측 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 광학계로 입사되는 적외선 파장을 필터링하는 적외선 차단 필터;
    을 포함하고,
    상기 제2 렌즈는, R21가 제2 렌즈의 피사체측 면의 곡률반경, efl1가 제1 렌즈의 유효초점 거리, 그리고 d1f가 제1 렌즈의 제 2 주점(principal point)과 제2 렌즈의 피사체측 면 사이 거리를 나타낼 때,
    R21 > efl1 - d1f
    조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈 유닛.
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