KR101412626B1 - 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템 - Google Patents

공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템 Download PDF

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radius
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최순철
노기연
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주식회사 세코닉스
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Abstract

본 발명은 총 5개의 렌즈로 구성된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 있어서, 제1렌즈는 강한 양의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 매니스커스 형태로 약한 양의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 음의 굴절능을 가지며, 제5렌즈는 음의 굴절능을 가지면서, f2/f1>10을 만족하는 것(여기서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리를 나타낸다)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 총 5개의 렌즈로 구성되어, 휴대전화 카메라, 디지털 카메라 및 PC 카메라 등에 적용되어 소형화 및 고해상도의 이미지를 얻을 수 있으며, 특히, 양의 굴절능을 가지는 제2렌즈를 설계하고, 제2렌즈의 초점거리가 제1렌즈의 초점거리보다 10배 이상 더 큰 값을 가지도록 하여, 소형화를 구현하고, 수차보정이 용이하도록 하며, 렌즈 제작시 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높이는 이점이 있다.

Description

공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템{Photographing lens system for developing a close tolerance}
본 발명은 총 5매의 렌즈로 구성된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 특히 총 5개의 렌즈로 구성되어, 각 렌즈의 굴절능, 형태, 아베수 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 공차를 완화시켜 성능 재현성이 뛰어난 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것이다.
최근의 휴대전화 카메라, 디지털 카메라의 사용이 증대되고 요구되는 서비스의 다양화, 예컨대 사진 촬영 또는 화상 전송 내지 통신을 하고자 하는 요구가 강해지고 있다.
특히, 휴대전화 카메라의 촬영 렌즈 유니트에 있어서는 그 요구가 더욱 강해지고 있으며, 디지털 카메라 기술과 모바일폰 기술을 융합시킨 확장된 새로운 개념의 모바일 폰, 즉 소위 카메라폰(camera phone 또는 camara mobile phone)이 크게 각광을 받고 있으며, 고성능화의 요구에 따라 3메가 픽셀 이상의 촬상 소자를 가지는 카메라 모듈에 대한 연구가 더욱 활발한 실정이다.
이러한 3메가 픽셀 이상의 고화질, 고성능의 기능을 구현하기 위해서는 적어도 3매 ~ 5매 정도의 렌즈를 사용하여야 한다.
이러한 고화질, 고성능의 요구에 따른 종래 기술로는 다음과 같은 것들이 있다.
미국 특허청 등록번호 8,395,851호에 기재된 광학 렌즈계는 물체 측으로부터 5개의 렌즈 시스템으로 구성되며, 제2렌즈가 음의 굴절능을 가지는 것으로 구성되어, 소정의 초점거리, 곡률반경, 아베수 등을 만족하도록 구성된 것이다.
그리고, 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1158419호는 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 총 5개의 렌즈로 구성되며, 제2렌즈가 음의 굴절능을 가지는 것으로 구성되어, 각 렌즈의 초점거리 및 곡률반경 등이 소정 조건을 만족하도록 구성된 것이다.
그리고, 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-12765434호는 촬영 렌즈 광학계에 관한 것으로서, 총 5개의 렌즈로 구성되며, 제2렌즈가 음의 굴절능을 갖도록 형성된 것이다.
이와 같이 5개의 렌즈로 구성된 촬영 렌즈 시스템에서 대부분 제2렌즈는 음의 굴절능을 가지는 것으로 알려져 있다. 이러한 제2렌즈가 음의 굴절능을 가질 경우 렌즈의 중심부 두께가 주변부 두께보다 얇아 사출시 흐름성이 떨어져 성능의 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 상기의 종래 기술들은 렌즈 제작시 수지의 흐름이 원활하게 유지되지 않아 성능 재현 가능성이 떨어지게 되어 공차에 예민한 단점이 있다. 특히, 초소형 촬상 렌즈계에 있어서 공차가 예민하게 되면, 제품마다 성능이 달라지게 되므로, 전체 렌즈 시스템의 공차를 완화시켜 비교적 용이한 방법으로 제품의 성능 재현성을 향상시키는 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 총 5개의 렌즈로 구성되어, 각 렌즈의 굴절능, 형태, 아베수 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 공차를 완화시켜 성능 재현성이 뛰어난 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 있어서, 제1렌즈는 강한 양의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 매니스커스 형태로 약한 양의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 음의 굴절능을 가지며, 제5렌즈는 음의 굴절능을 가지면서, f2/f1>10을 만족하는 것(여기서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리를 나타낸다)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은, ｜v2-v4｜<5를 만족하도록 설계하며(여기에서, v2는 제2렌즈의 아베수, v4는 제4렌즈의 아베수이다), 또한, te/tc<1.35를 만족하도록 설계(여기에서, te는 제2렌즈의 뒷면 유효경에서의 렌즈의 두께, tc는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 조리개는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되도록 하여, 렌즈 시스템의 소형화를 도모한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은, R_L1S1/R_L1S2<0.6을 만족하도록 하며(여기에서, R_L1S1은 제1렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L1S2는 제1렌즈 뒷면의 곡률반경이다.), ｜R_L2S1-R_L2S2｜<0.15를 만족하도록 설계(여기에서, R_L2S1은 제2렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L2S2는 제2렌즈 뒷면의 곡률반경이다.)하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은, f2345/f>4을 만족하는 것(여기서 f는 렌즈 전체의 초점거리이며, f2345는 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 초점거리를 합친 것이다.)이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은, 제1렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제2렌즈는 양면이 비구면이고, 제3렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제4렌즈는 양면 비구면이며, 제5렌즈는 복수의 변곡점을 가지는 양면 비구면인 것이 바람직하며, 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른도록 하여 수차를 보정이 용이하도록 한다.
상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은 총 5개의 렌즈로 구성되어, 휴대전화 카메라, 디지털 카메라 및 PC 카메라 등에 적용되어 소형화 및 고해상도의 이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.
특히, 양의 굴절능을 가지는 제2렌즈를 설계하고, 제2렌즈의 초점거리가 제1렌즈의 초점거리보다 10배 이상 더 큰 값을 가지도록 하여, 소형화를 구현하고, 수차보정이 용이하도록 하며, 렌즈 제작시 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높이는 효과가 있다.
도 1 - 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 도.
본 발명은 총 5매의 렌즈로 구성된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것이다.
특히, 양의 굴절능을 가지는 제2렌즈를 설계하고, 제2렌즈의 초점거리가 제1렌즈의 초점거리보다 10배 이상 더 큰 값을 가지도록 하여, 소형화를 구현하고, 수차보정이 용이하도록 하며, 렌즈 제작시 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높일 수 있도록 하는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 관한 것이다.
특히, 제1렌즈는 강한 양의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 매니스커스 형태로 약한 양의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 음의 굴절능을 가지며, 제5렌즈는 음의 굴절능을 가지면서, f2/f1>10을 만족하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, f1은 상기 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리를 나타낸다.
상기 조건식 f2/f1>10은 상기 제1렌즈의 초점거리보다 제2렌즈의 초점거리가 항상 10배 이상 큰 값을 가지도록 하는 것이다. 만약, 상기 제2렌즈의 초점거리가 이보다 작은 값을 가지게 되면 수차 보정이나 소형화 구현이 어렵게 될 뿐만 아니라, 상기 제2렌즈의 초점거리가 짧아지게 되는 경우 공차가 더욱 예민해지게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 렌즈 시스템의 공차를 완화시키기 위해 상기 제2렌즈의 굴절능을 양의 값으로 설계하며, 초점거리가 제1렌즈의 초점거리보다 10배 이상 큰 값을 가지도록 하여 제2렌즈는 비교적 약한 양의 굴절능을 갖도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, ｜v2-v4｜<5를 만족하도록 하는 것이다. 즉, 제2렌즈의 아베수와 제4렌즈의 아베수의 차이가 5를 넘지 않도록 설계하는 것이다. 이는 색수차를 제거하고, 고해상도를 달성하면서도 소형화를 추구하기 위한 것으로서, 제2렌즈 및 제4렌즈의 아베수 차이가 5를 넘지 않도록 하면서, 비교적 아베수가 작은(분산값이 큰) 재질의 렌즈를 설계하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, te/tc<1.35를 만족하도록 한다. 여기에서 te는 제2렌즈의 뒷면 유효경에서의 렌즈의 두께이고, tc는 제2렌즈의 중심두께를 나타낸다.
이러한 조건식은 제2렌즈의 형태를 규정한 것으로서, 제2렌즈의 중심부 및 주변부에서의 두께 차이가 작도록 설계하여 사출시 수지의 흐름이 원활하게 유지되도록 함으로써, 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높일 수 있도록 한 것이다.
한편, 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은 조리개가 제1렌즈 및 제2렌즈 사이에 배치되도록 설계하여, 제작 공차에 대한 민감도를 줄이면서도 주광선의 각도를 낮추어 전체 렌즈 시스템의 길이를 줄일 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, R_L1S1/R_L1S2<0.6을 만족하도록 설계한다. 여기에서 R_L1S1은 제1렌즈 앞면(물체측)의 곡률반경이고, R_L1S2는 제1렌즈 뒷면(상측)의 곡률반경이다.
이는 제1렌즈의 형태를 규정한 것으로서, 제1렌즈의 앞면에 비해 뒷면의 곡률반경이 더 큰 값을 가지도록 설계하여, 제1렌즈의 뒷면이 평편하게 설계되도록 함으로써, 전체 렌즈 시스템의 소형화를 구현하고, 공차를 완화시킬 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, ｜R_L2S1-R_L2S2｜<0.15를 만족하도록 설계한다. 여기에서, R_L2S1은 제2렌즈 앞면(물체측)의 곡률반경이고, R_L2S2는 제2렌즈 뒷면(상측)의 곡률반경이다.
상기 조건식은 제2렌즈의 형태를 규정한 것으로서, 제2렌즈의 앞면과 뒷면의 곡률반경 차이가 0.15 보다 작도록 설계하여, 비교적 렌즈의 형태가 대칭을 이루도록 하면서, 앞서의 제2렌즈는 약한 양의 굴절능을 가지게 되므로 매니스커스 형태를 띄도록 설계한다.
이는 상기 제2렌즈의 사출시 수지의 흐름성을 더욱 원활하게 유지되도록 하여, 더욱 공차를 완화시킴으로써, 렌즈 시스템의 성능 재현성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, f2345/f>4를 만족하도록 설계한다. 여기에서, 상기 f2345는 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 초점거리를 합한 것이고, f는 렌즈 시스템 전체의 초점거리를 나타낸 것이다. 이는 제1렌즈의 초점거리를 제외한 나머지 렌즈들의 초점거리의 합이 렌즈 시스템 전체 초점거리의 4배보다 큰 값을 가지도록 설계하는 것이다. 이는 수차보정과 렌즈의 소형화를 위해 규정한 값이다.
또한, 본 발명에 따른 촬영 렌즈 시스템은, 제1렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제2렌즈는 양면이 비구면이고, 제3렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제4렌즈는 양면 비구면이며, 제5렌즈는 복수의 변곡점을 가지는 양면 비구면으로 형성되는 것이 바람직하며, 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른 것이 바람직하다.
즉, 구면수차를 보정하고자 각 렌즈들은 적어도 한면은 비구면으로 형성되는 것이 바람직하며, 유리 또는 플라스틱 재질을 적절히 섞어서 렌즈를 구성하여 색수차를 보정할 수 있도록 하였고, 각 렌즈들은 길이를 줄이는데 유리한 높은 굴절율을 갖는 재료를 선정하였으며, 색수차 보정에 유리하도록 아베수(abbe number)가 차이가 나는 재료를 사용한다.
이와 같이, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 형상과 재질의 조건은 구면수차 및 코마수차, 상면만곡, 왜곡수차, 색수차를 최소화하여 광학계의 성능을 높이고, 광학계 전체의 싸이즈를 줄일 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 본 발명에 따른 렌즈 시스템은 전체적으로 양의 굴절능을 가지는 것으로서, 강한 양의 굴절능을 갖는 제1렌즈, 약한 양의 굴절능을 갖는 제2렌즈, 양의 굴절능을 갖는 제3렌즈, 음의 굴절능을 갖는 제4렌즈 및 제5렌즈로 구성된 것이다.
특히 색수차를 보정하기 제1렌즈는 강한 양의 굴절능을 갖도록 하고, 제2렌즈는 약한 양의 굴절능을 갖도록 하였으며, 상기 제3렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈 및 제5렌즈는 비교적 약한 음의 굴절능을 가짐으로써, 왜곡을 보정하여 화상의 중심과 주변부의 색감을 좋게 하도록 하여, 렌즈 시스템의 고해상도를 구현하도록 한 것이다. 즉, 제1렌즈는 강한 양의 굴절능을 갖도록 하여, 제2내지 제5렌즈는 전체 렌즈 시스템에서 수차 보정 렌즈의 역할을 하도록 한 것이다.
또한, 상기 제5렌즈는 약한 음의 굴절능을 가지면서, 복수의 변곡점을 가지는 양면 비구면 렌즈를 구현한 것이다. 구체적으로는 상기 제5렌즈의 물체측의 중심부는 물체측으로 볼록하고 가장자리로 갈수록 오목하게 형성되며, 상측의 중심부는 물체측으로 오목하고 가장자리로 갈수록 볼록해지도록 적어도 한 개 이상의 변곡점이 형성되도록 설계한다.
이러한 상기 제5렌즈에 의해 주광선의 각도를 줄일 수 있으며, 이에 의해 각종 수차의 보정이 용이하며, 왜곡도 보정되도록 한 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
<제1실시예>
도 1은 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 물체(object)로부터 제1렌즈(L1), 조리개, 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학계를 구성하는 렌즈들의 수치데이터를 나타낸 것이다.
surface(면번호) RDY(곡률반경) THI(두께) Nd(굴절률) Vd(아베수)
OBJ
1 1.365497 0.554900 1.5441 56
2 2.761461
STO 0.031000
3 2.261320 0.300000 1.6378 23
4 2.306204 0.370100
5 -4.199320 0.426000 1.5441 56
6 -1.869531 0.221200
7 -1.103352 0.450000 1.6378 23
8 -1.727925 0.159000
9 2.669348 0.994100 1.53113 56
10 1.977544 0.230000
0.210000 BK7
0.700000
IMG
(OBJ : 물체면, STO : 조리개, IMG : 상면(image), Infinity : 평면)
도 1에 도시된 바와 같이 물체(object) 측으로부터 제1렌즈(L1), 조리개(STO), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4) 및 제5렌즈가 배치되며, 광축방향을 X, 광축에 직교하는 방향을 Y축으로 설정할 때, 비구면식은 다음과 같다.
Figure 112013086303637-pat00001
비구면은 상기 수학식 1의 비구면식에 의해 얻어지는 곡선을 광축의 주위로 회전시켜 얻어지는 곡면이며, R은 곡률반경, K는 원추상수, A,B,C,D,E,F는 비구면계수이다.
상기 수학식 1로부터 위의 각 렌즈들의 데이타를 갖는 비구면계수는 다음 표 2와 같다.
K A B C D E F
-0.243919 0.0072206 0.0250063 0.009416 -0.225287 0.4268641 -0.291445
-0.564585 0.9662816 -0.969021 0.4030845 0.0007885 -0.109217
-0.544575 0.8620149 -0.607472 0.1111193 -0.006381 0.0115808
6.3583801 -0.127004 0.1053957 -0.059593 0.2177662 -0.379787 -0.010784
-0.121081 -0.058808 0.1369094 -0.192002 0.1791782 0.1079798
0.0100794 -0.188218 0.2986142 -0.321801 0.1240943 0.1001948
-4.792029 -0.10179 -0.090881 0.15547 -0.14969 0.0268112 0.02641
0.250886 -0.025305 0.0720584 -0.028649 0.0189653 -0.005173 0.0001344
-32.36972 -0.221651 0.0959605 -0.020059 0.0018874 -1.14E-05 -3.59E-05
-7.171408 -0.169254 0.0031948 -0.005095 0.0009579 -0.000108 1.07E-05
다음 표 3은 각 렌즈들의 초점거리, 전체 초점거리 및 f2/f1, SL/TTL, f2345/f, v2-v4의 값을 나타낸 것이다.
을 초점거리
 전체 초점거리(f)
 f2/f1 SL/TTL
제1렌즈 f1 4.34 3.85 11.52
 1.05
제2렌즈 f2 50.00
제3렌즈 f3 5.80 L2,L3,L4,L5 합성 초점거리(f2345) 20.58
제4렌즈 f4 -6.61 f2345/f 5.345
제5렌즈 f5 -28.61 v2-v4 0
그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 te/tc는 1.26이고, R_L1S1/R_L1S2는 0.49이며, R_L2S1-R_L2S2는 -0.045의 값을 갖도록 설계하였다.
<제2실시예>
도 2는 본 발명에 따른 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 물체(object)로부터 제1렌즈(L1), 조리개, 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학계를 구성하는 렌즈들의 수치데이터를 나타낸 것이다.
surface(면번호) RDY(곡률반경) THI(두께) Nd(굴절률) Vd(아베수)
OBJ
1 1.371019 0.56345914 1.5441 56
2 2.617764 0
STO 0.03769084
3 1.962352 0.28 1.6378 23
4 1.858745 0.26680411
5 -12.081744 0.39950199 1.5441 56
6 -3.284952 0.32286215
7 -1.443607 0.44201585 1.6378 23
8 -1.734914 0.31877473
9 2.532386 0.70889119 1.53113 56
10 1.533299 0.25
0.21 BK7
0.7
IMG
(OBJ : 물체면, STO : 조리개, IMG : 상면(image), Infinity : 평면)
도 2에 도시된 바와 같이 물체(object) 측으로부터 제1렌즈(L1), 조리개(STO), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4) 및 제5렌즈가 배치되며, 광축방향을 X, 광축에 직교하는 방향을 Y축으로 설정할 때, 상기 수학식 1의 비구면식에 의해 얻어지는 곡선을 광축의 주위로 회전시켜 얻어지는 곡면이며, R은 곡률반경, K는 원추상수, A,B,C,D,E,F는 비구면계수이다.
상기 수학식 1로부터 위의 각 렌즈들의 데이타를 갖는 비구면계수는 다음 표 5와 같다.
K A B C D E F
-0.20276 0.0064561 0.0304056 -0.026213 -0.055339 0.1657571 -0.118333
0 -0.419935 0.652159 -0.688158 0.4347798 -0.112453 -0.109217
0 -0.425253 0.4970125 -0.33141 0.1980289 -0.21795 0.0115793
3.4570999 -0.105826 -0.027 0.0740111 0.1641991 -0.379825 -0.010837
0 -0.017154 -0.014136 -0.104829 0.3276444 -0.224325 0.181715
0 0.0209259 -0.114661 0.1604777 -0.245854 0.0823464 0.1168511
-7.365124 -0.176619 0.0894135 -0.024101 -0.122307 0.0503797 -0.00582
0.1382658 -0.026388 0.08253 -0.025284 0.0034388 0.0014379 -0.000884
-19.9049 -0.191739 0.0905224 -0.019718 0.0021679 -9.62E-05 -9.25E-09
-7.115731 -0.084334 0.0253544 -0.005686 0.000684 -3.55E-05 5.84E-07
다음 표 6은 각 렌즈들의 초점거리, 전체 초점거리 및 f2/f1, SL/TTL, f2345/f, v2-v4의 값을 나타낸 것이다.
초점거리
 전체 초점거리(f)
 f2/f1 SL/TTL
제1렌즈 f1 4.55 3.87 219.89
 1.08
제2렌즈 f2 1000.00
제3렌즈 f3 8.13 L2,L3,L4,L5 합성 초점거리(f2345) 965.52
제4렌즈 f4 -32.93 f2345/f 249.488
제5렌즈 f5 -9.68 v2-v4 0
그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 te/tc는 1.32이고, R_L1S1/R_L1S2는 0.5237이며, R_L2S1-R_L2S2는 0.1036의 값을 갖도록 설계하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의해 구현된 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은, 총 5매의 렌즈로 구성되어, 각 렌즈의 굴절능과, 제2렌즈의 초점거리, 형태, 아베수, 곡률반경 등을 규정하여 촬영 렌즈 시스템의 소형화 및 고해상도를 구현하고자 하는 것이다.
특히, 양의 굴절능을 가지는 제2렌즈를 설계하고, 제2렌즈의 초점거리가 제1렌즈의 초점거리보다 10배 이상 더 큰 값을 가지도록 하여, 소형화를 구현하고, 수차보정이 용이하도록 하며, 렌즈 제작시 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높일 수 있도록 하는 것이다.
L1 : 제1렌즈 L2 : 제2렌즈
L3 : 제3렌즈 L4 : 제4렌즈
L5 : 제5렌즈

Claims (16)

  1. 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 있어서,
    제1렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 매니스커스 형태로 양의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 음의 굴절능을 가지며, 제5렌즈는 음의 굴절능을 가지면서,
    f2/f1>10을 만족하고(여기서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리를 나타낸다),
    te/tc<1.35를 만족하는 것(여기에서, te는 제2렌즈의 뒷면 유효경에서의 렌즈의 두께, tc는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    ｜v2-v4｜<5를 만족하는 것(여기에서, v2는 제2렌즈의 아베수, v4는 제4렌즈의 아베수이다)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    조리개는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    R_L1S1/R_L1S2<0.6을 만족하는 것(여기에서, R_L1S1은 제1렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L1S2는 제1렌즈 뒷면의 곡률반경이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    ｜R_L2S1-R_L2S2｜<0.15를 만족하는 것(여기에서, R_L2S1은 제2렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L2S2는 제2렌즈 뒷면의 곡률반경이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    f2345/f>4을 만족하는 것(여기서 f는 렌즈 전체의 초점거리이며, f2345는 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 초점거리를 합친 것이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    제1렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제2렌즈는 양면이 비구면이고, 제3렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제4렌즈는 양면 비구면이며, 제5렌즈는 복수의 변곡점을 가지는 양면 비구면인 것을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른 것을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  10. 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 조리개, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 배열된 촬영 렌즈 시스템에 있어서,
    제1렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 매니스커스 형태로 양의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 양의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 상측으로 볼록한 형태의 음의 굴절능을 가지며, 제5렌즈는 음의 굴절능을 가지면서,
    f2/f1>10,
    ｜v2-v4｜<5를 만족하고, 상기 제5렌즈는 비구면이며(여기에서, f1은 상기 제1렌즈의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리, v2는 제2렌즈의 아베수, v4는 제4렌즈의 아베수이다),
    te/tc<1.35를 만족하는 것(여기에서, te는 제2렌즈의 뒷면 유효경에서의 렌즈의 두께, tc는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    R_L1S1/R_L1S2<0.6을 만족하는 것(여기에서, R_L1S1은 제1렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L1S2는 제1렌즈 뒷면의 곡률반경이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    ｜R_L2S1-R_L2S2｜<0.15를 만족하는 것(여기에서, R_L2S1은 제2렌즈 앞면의 곡률반경이고, R_L2S2는 제2렌즈 뒷면의 곡률반경이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    f2345/f>4을 만족하는 것(여기서 f는 렌즈 전체의 초점거리이며, f2345는 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 초점거리를 합친 것이다.)을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    제1렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제2렌즈는 양면이 비구면이고, 제3렌즈는 적어도 한면이 비구면이고, 제4렌즈는 양면 비구면이며, 제5렌즈는 복수의 변곡점을 가지는 양면 비구면인 것을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템은,
    제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른 것을 특징으로 하는 공차가 완화된 촬영 렌즈 시스템.
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