KR101079025B1 - 촬영 렌즈 광학계 - Google Patents

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Abstract

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 굴절력을 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 광학계의 화각(θ)과 상기 렌즈 광학계의 초첨거리(f)는 1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0 을 만족할 수 있다.

Description

촬영 렌즈 광학계{Photographic lens optical system}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라에 채용되는 렌즈 광학계에 관한 것이다.
최근 전하 결합 소자(charge coupled device)(CCD)와 씨모스 이미지센서(complimentary metal oxide semiconductor image sensor)(CMOS 이미지센서)와 같은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라(이하, 카메라)의 보급이 급속하게 확대되고 있다.
카메라의 해상도를 높이기 위해 고체 촬상 소자의 화소 집적도는 높아지고 있다. 이와 함께 상기 카메라에 내장되는 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 수차 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 어려울 수 있고, 제조 및 제품 비용도 높아질 수 있다. 따라서 기능 확보 만을 고려하여, 많은 수의 렌즈를 사용하기는 어렵다.
기존의 카메라 폰에 사용되는 렌즈 광학계의 경우, 일반적으로 60∼63°정도의 화각을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소형·경량화에 유리하고, 넓은 화각 및 우수한 성능을 갖는 렌즈 광학계를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 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 갖는 렌즈 광학계를 제공한다.
상기 렌즈 광학계는 하기의 수학식 1 내지 4 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하다.
<수학식 1>
0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0
여기서, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이고, f1 은 상기 제1 렌즈의 초점거리이다.
<수학식 2>
0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5
여기서, f1 은 상기 제1 렌즈의 초첨거리이고, f2 는 상기 제2 렌즈의 초점거리이다.
<수학식 3>
0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5
여기서, r4 은 상기 제2 렌즈의 입사면의 곡률반경이고, r5 는 상기 제2 렌즈의 출사면의 곡률반경이다.
<수학식 4>
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0
여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다.
상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 두 개의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 렌즈 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면과 출사면은 비구면일 수 있다.
상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈일 수 있다.
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.
상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다.
상기 적외선 차단 수단은 상기 제3 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비될 수 있다.
상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 70°이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소형·경량이면서도 큰 화각 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 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(전장)가 짧아질 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면이 복수의 변곡점을 갖는 경우, 각종 수차 보정이 용이할 수 있고, 주광선(chief ray)의 출사각을 작게 하여 비네팅(vignetting)도 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한(혹은, 유사한) 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는, 피사체(OBJ)와 피사체(OBJ)의 상이 맺히는 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 비구면일 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*) 각각은 두 개의 변곡점을 가질 수 있다. 여기서, 상기 변곡점의 수는 도 1 내지 도 3의 제3 렌즈(Ⅲ) 단면도의 입사면(6*)에 해당하는 곡선(이하, 제1 곡선)과 출사면(7*)에 해당하는 곡선(이하, 제2 곡선)에서의 변곡점의 개수를 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) 사이에 적외선 차단 수단(Ⅳ)이 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅳ)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 적외선 차단 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 하나를 만족하는 것이 바람직하다.
0.7 ＜ f/f1 ＜ 1.0
여기서, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이고, f1 은 제1 렌즈(I)의 초점거리이다.
수학식 1은 제1 렌즈(Ⅰ)의 굴절력을 결정하기 위한 조건으로, 구면수차의 보정 및 렌즈 광학계의 컴팩트화에 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 광학계의 전체 길이가 길어지므로 컴팩트화가 곤란할 수 있다. 수학식 1의 조건을 만족하는 경우, 구면수차를 양호한 상태로 유지하면서 렌즈 광학계를 컴팩트하게 만들 수 있다.
0.5 ＜ f1/f2 ＜ 1.5
여기서, f1 은 제1 렌즈(I)의 초첨거리이고, f2 는 제2 렌즈(Ⅱ)의 초점거리이다.
수학식 2는 제2 렌즈(Ⅱ)의 굴절력을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 2에서 f1/f2이 하한값(0.5) 이하인 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.
0.5 ＜ r4/r5 ＜ 1.5
여기서, r4 은 제2 렌즈(Ⅱ)의 입사면(4*)의 곡률반경이고, r5 는 제2 렌즈(Ⅱ)의 출사면(5*)의 곡률반경이다.
수학식 3은 제2 렌즈(Ⅱ)의 형상을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 3에서 r4/r5 이 하한값(0.5) 이하인 경우, 제2 렌즈(Ⅱ)의 가공이 용이할 수 있으나 렌즈 광학계의 컴팩트화는 어려울 수 있다. 반면, r4/r5 이 상한값(1.5) 이상인 경우, 렌즈 광학계의 컴팩트화는 유리할 수 있으나, 제2 렌즈(Ⅱ)의 곡률반경이 작아져 제2 렌즈(Ⅱ)의 가공이 어려울 수 있다.
1.3 ＜ tanθ / f ＜ 2.0
여기서, θ는 렌즈 광학계의 화각이고, f는 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다.
수학식 4는 렌즈 광학계의 화각을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 4에서 tanθ / f 이 하한값(1.3)을 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 나타낸 바와 같다.
구분 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
구분 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
구분 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
구분 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 것을 알 수 있다.
이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
다음 표 5 내지 표 7은 각각 도 1 내지 도 3의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률 반경, 렌즈 두께 또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베(abbe) 상수 등을 나타낸다. 표 5 내지 표 7에서 r은 곡률 반경, d는 렌즈 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.
제1 실시예 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
제2 실시예 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
Ⅳ 8 0.300 1.52 64
9 0.300
IMG 0.152
제3 실시예 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), 초점거리(f) 및 화각(θ)은 아래의 표 8에 나타낸 바와 같다.
구 분 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 만족한다.
Figure 112009028448661-pat00001
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리를, c'은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(=1/r)를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D 및 E 는 비구면 계수를 나타낸다.
다음 표 9 내지 표 11은 각각 도 1 내지 도 3에 대응되는 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 시스템에서 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 즉, 표 9 내지 표 11은 각각 표 5 내지 표 7의 각 렌즈의 입사면(1*, 4*, 6*)과 출사면(2*, 5*, 7*)의 비구면 계수를 나타낸다.
면 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
면 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
면 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 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여주는 수차도이다.
도 4의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면만곡, 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 6에서도 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 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 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 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 마찬가지이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서 상대 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 필드 높이가 1.0 일 때의 횡수차를 보여준다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차적으로 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 길이(전장)가 짧아질 수 있다. 또한, 제3 렌즈(Ⅲ)의 입사면(6*)과 출사면(7*)이 복수의 변곡점을 갖는 비구면인 경우, 제3 렌즈(Ⅲ)로 각종 수차를 용이하게 보정할 수 있고, 주광선(chief ray)의 출사각을 작게 하여 비네팅(vignetting)도 방지할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 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 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성 요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 자오상면 및 구결상면에서의 횡수차를 나타낸 수차도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
Ⅰ: 제1 렌즈 Ⅱ : 제2 렌즈
Ⅲ : 제3 렌즈 Ⅳ : 적외선 차단 수단
OBJ : 피사체 S1 : 조리개
IMG : 이미지센서

Claims (14)

  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 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초첨거리이다.
  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
  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
  4. 삭제
  5. 삭제
  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 초점거리이다.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 입사면과 출사면은 각각 두 개의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 렌즈 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면과 출사면은 비구면인 렌즈 광학계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈인 렌즈 광학계.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치된 렌즈 광학계.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비된 렌즈 광학계.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적외선 차단 수단은 상기 제3 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비된 렌즈 광학계.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 70°이상인 렌즈 광학계.
  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, 상기 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.
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