KR101485381B1 - 광각 렌즈 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 카메라, 컴퓨터 등에 장착된 카메라, 자동차용 카메라 등 소형 경량 고화질이면서도 주위의 영상 정보를 광범위하게 얻을 수 있는 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다. 상기 광각 렌즈 시스템은, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제1 유리 렌즈; 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제2 플라스틱 렌즈; 정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제3 플라스틱 렌즈; 조리개; 정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 제4 플라스틱 렌즈; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 렌즈의 매수를 줄이면서 유리 렌즈의 사용을 1매로 제한하여 제작비용을 절감할 수 있고, 광각의 고해상도를 구현함과 동시에 제품의 사이즈가 작은 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있다.

Description

광각 렌즈 시스템 {Wide-angle lens system}
본 발명은 이동통신 단말기의 카메라, 컴퓨터 등에 장착된 카메라, 자동차용 카메라 등 소형 경량 고화질이면서도 주위의 영상 정보를 광범위하게 얻을 수 있는 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 단말기나 컴퓨터, 노트북, 그리고 차량 등에는 주변의 영상 정보를 보여주거나 촬영 등을 할 수 있도록 카메라가 장착된다. 이동통신 단말기의 슬림화 경향이나 컴퓨터나 노트북 등의 소형화 경향에 따라 카메라도 소형 경량이면서 높은 화질을 갖는 것이 요구되고 있고, 차량 카메라 등에 있어서도 운전자의 시야를 가리지 않고 미관을 해치지 않도록 하기 위해 소형 경량이면서 고화질의 카메라가 요구되고 있다. 또한, 이러한 카메라는 큰 화각을 갖도록 하여 가능한 한 광범위한 영상 정보를 얻을 수 있어야 한다.
도 1은 종래의 광각 렌즈 시스템을 도시하는 도면이다.
이러한 광각 렌즈 시스템은 물체 측으로부터 순서대로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 조리개(AS), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)가 배치된다. 제6 렌즈(6)와 결상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학 필터(OF)가 배치된다.
제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 물체 측으로 볼록한 매니스커스(Meniscus) 형상을 갖고, 물체측 면(1, 3)의 곡률반경은 상측 면(2, 4)의 곡률반경보다 크다.
제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는 물체측 면(5, 7)이 물체 측으로 볼록하고 상측 면(6, 8)이 상 측으로 볼록하게 형성된다.
제5 렌즈(L5)는 제4 렌즈(L4)와 접합되어 하나의 렌즈군을 형성한다. 제5 렌즈(L5)는 물체측 면(9)이 물체 측으로 오목하고 상측 면(10)이 상 측으로 오목하게 형성된다. 제6 렌즈(L6)는 물체측 면(11)이 물체 측으로 볼록하고 상측 면(12)이 상 측으로 볼록하게 형성된다.
이러한 종래의 광각 렌즈 시스템은 광각을 구현하기 위해 4 내지 6매의 구면 유리 렌즈 및 비구면 렌즈를 혼합하여 만들어진다.
그러나, 이러한 경우에도 화각이 170°이하로 구현되어 왔으며, 185°이상의 화각을 구현하기 위해서는 전체 렌즈의 길이(TTL: Total Tract Length)가 11mm 이상으로 구현되어 왔다.
이러한 광학 시스템에서는 광각을 구현하기 위해서 제품의 사이즈가 커지거나, 제품의 사이즈가 적은 경우에는 그만큼 화각이 작아지는 한계가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 전체 렌즈의 사이즈가 작으면서, 화각이 크고, 유리 렌즈 사용을 최소로 하여 비용을 절감하는 광각 렌즈 시스템을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 광각 렌즈 시스템은, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제1 유리 렌즈; 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제2 플라스틱 렌즈; 정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제3 플라스틱 렌즈; 조리개; 정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 제4 플라스틱 렌즈; 를 포함한다.
또한, 상기 제2 플라스틱 렌즈와 상기 제4 플라스틱 렌즈는 동일한 재료로 형성된다.
또한, 상기 제2 플라스틱 렌즈, 제3 플라스틱 렌즈 및 상기 제4 플라스틱 렌즈는 양면이 비구면이다.
또한, 상기 각 렌즈 중에서 상기 제1 유리 렌즈의 굴절능이 가장 낮다.
또한, 상기 각 렌즈 중에서 상기 제3 플라스틱 렌즈의 굴절률이 가장 높다.
또한, 상기 광학 렌즈 시스템은 다음의 조건을 만족한다.
0.1 <｜K1/Kt｜< 0.2
여기서, K1은 상기 제1 유리 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
또한, 상기 광학 렌즈 시스템은 다음의 조건을 만족한다.
0.5 <｜K2/Kt｜< 0.65
여기서, K2는 상기 제2 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
또한, 상기 광학 렌즈 시스템은 다음의 조건을 만족한다.
0.25 <｜K3/Kt｜< 0.55
여기서, K3는 상기 제3 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
또한, 상기 광학 렌즈 시스템은 다음의 조건을 만족한다.
0.45 <｜K4/Kt｜< 0.6
여기서, K4는 상기 제4 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
본 발명에 따르면, 렌즈의 매수를 줄이면서 유리 렌즈의 사용을 1매로 제한하여 제작비용을 절감할 수 있고, 광각의 고해상도를 구현함과 동시에 제품의 사이즈가 작은 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 광각 렌즈 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
상기 광각 렌즈 시스템은 물체측으로부터 순서대로 제1 유리 렌즈(L1), 제2 플라스틱 렌즈(L2), 제3 플라스틱 렌즈(L3), 조리개(150), 제4 플라스틱 렌즈(L4)를 포함한다.
제1 유리 렌즈(L1)는 물체 측에 가장 가까이 위치하는 렌즈이다. 제1 유리 렌즈(L1)는 부의 굴절력을 가지며 물체측으로 볼록한 매니스커스 타입으로 형성된다. 제1 유리 렌즈(L1)는 외부환경에 가장 가까이 위치하고, 외부 긁힘과 습도 등에 견디고 광각의 빛을 수렴하기 위해 유리 재질로 형성된다. 제1 유리 렌즈(L1)는 양면이 구면인 렌즈로 제작되어, 제작 단가를 낮추고 조립을 용이하게 할 수 있다. 이때, 물체측 면(111)의 곡률반경은 상측 면(112)의 곡률반경보다 크다.
제1 유리 렌즈(L1)는 전체적인 파장별 색수차를 보정하기 위해 아베수(Abbe's number) 50 이상의 유리 렌즈로 제작되는 것이 바람직하다. 아베수는 광학유리의 빛의 분산에 관한 성질을 나타내는 수로, 아베수가 클수록 색분산이 적게 일어나서 선명한 화상을 얻을 수 있다.
제1 유리 렌즈(L1)는 각 렌즈 중에서 굴절능이 가장 낮은 것이 바람직하다. 굴절능은 1/초점거리(f)로서 렌즈의 파워를 의미한다. 굴절능이 크다는 것은 빛을 꺾어주는 힘이 좋다는 것을 의미한다. 외부 환경에 가장 가까이 위치하는 제1 유리 렌즈(L1)에 가장 낮은 굴절능을 부여하여 온도에 따른 해상도 변화를 최소로 한다.
제2 플라스틱 렌즈(L2)는 제1 유리 렌즈(L1)의 다음에 위치한다. 제2 플라스틱 렌즈(L2)는 물체 측으로 볼록하고 적어도 한 면이 비구면인 매니스커스 타입의 렌즈로서 플라스틱 재질로 형성된다. 도시된 실시예에서, 제2 플라스틱 렌즈(L2)는 양면이 비구면으로 형성된다. 제2 플라스틱 렌즈(L2)는 시중에서 입수할 수 있는 Zeonex F52R을 사용할 수 있다.
제2 플라스틱 렌즈(L2)는 제1 유리 렌즈(L1)에서 입사된 광의 각도를 줄여 조리개(150) 다음에 구비된 렌즈에 용이하게 결상될 수 있도록 하기 위해 제1 유리 렌즈(L1)와 같이 부의 굴절력을 갖는다. 제2 플라스틱 렌즈(L2)는 아베수 50 이상의 렌즈로 제작되는 것이 바람직하다. 도면부호 121은 제2 플라스틱 렌즈(L2)의 물체측 면을 나타내고, 122는 제2 플라스틱 렌즈(L2)의 상측 면을 나타낸다.
제2 플라스틱 렌즈(L2)의 다음에는 제3 플라스틱 렌즈(L3)가 위치한다. 제3 플라스틱 렌즈(L3)는 물체 측으로 볼록하고 적어도 한 면이 비구면인 매니스커스 타입의 렌즈로서 플라스틱 재질로 형성된다. 도시된 실시예에서, 제3 플라스틱 렌즈(L3)는 양면이 비구면으로 형성된다. 제3 플라스틱 렌즈(L3)는 제1 유리 렌즈(L1) 및 제2 플라스틱 렌즈(L2)와 반대로 정의 굴절력을 갖는다. 도면부호 131은 제3 플라스틱 렌즈(L3)의 물체측 면을 나타내고, 132는 제3 플라스틱 렌즈(L3)의 상측 면을 나타낸다.
제3 플라스틱 렌즈(L3)는 각 렌즈 중에서 굴절률이 가장 높을 수 있다. 제3 플라스틱 렌즈(L3)는 1.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
제3 플라스틱 렌즈(L3)의 다음에는 조리개(150)가 위치한다. 조리개(150)는 구멍의 크기를 조절하여 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절한다.
조리개(150)의 다음에는 제4 플라스틱 렌즈(L4)가 위치한다. 제4 플라스틱 렌즈(L4)는 정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 형태의 플라스틱 재질로 형성된다. 제4 플라스틱 렌즈(L4)는 적어도 한 면이 비구면이고 양면이 볼록한 형태를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 제4 플라스틱 렌즈(L4)는 양면이 비구면으로 형성된다. 제4 플라스틱 렌즈(L4)는 아베수 50 이상의 렌즈로 제작되는 것이 바람직하다. 도면부호 141은 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 물체측 면을 나타내고, 142는 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 상측 면을 나타낸다.
제4 플라스틱 렌즈(L4)는 각 렌즈 중에서 굴절능이 가장 높은 것이 바람직하다. 플라스틱 재질의 렌즈에 많은 파워를 줄 경우 온도 변화에 따라 초점거리 등이 달라질 수 있어 상대적으로 온도에 따른 많은 해상도 변화가 발생하게 되므로, 4개의 렌즈 중에서 외부 환경에서 가장 멀리 위치하는 제4 플라스틱 렌즈(L4)에 가장 높은 굴절능을 부여하게 된다.
제4 플라스틱 렌즈(L4)는 시중에서 입수할 수 있는 Zeonex F52R을 사용할 수 있다. 제2 플라스틱 렌즈(L2)와 제4 플라스틱 렌즈(L4)는 같은 재료를 사용함으로써 렌즈의 사출에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
제4 플라스틱 렌즈(L4)와 결상면(170) 사이에는 광학 필터(160)가 위치될 수 있다. 광학 필터(160)는 적외선 필터, 커버 글래스 등이 사용될 수 있으며, 이러한 광학 필터(160)는 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 본다.
본 발명의 광각 렌즈 시스템은 제1 유리 렌즈(L1)의 1매의 유리 렌즈만을 사용하여 제작 단가를 줄일 수 있다. 제1 유리 렌즈(L1)는 외부 환경과 직접 맞닿는 최외각에 위치하므로 상대적으로 내구성이 강한 유리를 사용하여 스크래치 및 습도 등에 대해 효율적으로 대응할 수 있다.
이하의 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 광각 렌즈 시스템은 전체 4매의 렌즈로 구성되고 유리 렌즈의 사용을 1매로 제한하여 제작비용을 절감하면서, 전체 렌즈 길이를 11mm 정도로 제한하고 광각의 고해상도를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 본 발명의 광각 렌즈 시스템의 제1 및 제2 실시예를 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프이다.
다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈 면 곡률반경 두께 굴절률 아베수 초점거리 굴절능
(|Kn/Kt|)
제1렌즈 제1면 12.27641 0.6 1.516798 64.1983 -7.569873 -0.1321
제2면 6.127771 2.266825
제2렌즈 제1면 6.106475 1.051344 1.535 56.0 -1.899609 -0.52642
제2면 3.4 0.577701
제3렌즈 제1면 3.269439 2.463777 1.657 21.4 3.595752 0.278106
제2면 1.179233 0.274641
제4렌즈 제1면 1.2 1.241208 1.5.35 56.0 1.767796 0.565676
제2면 1.7605 0.241358
여기서, F넘버는 2.78, 전체 초점거리는 0.978mm, 전체 길이(TTL: Total Tract Length)는 11.12mm, 화각은 185°이다.
초점거리는 제1 유리 렌즈(L1)가 가장 길고, 제4 플라스틱 렌즈(L4)가 가장 짧다. 따라서, 제1 유리 렌즈(L1)의 굴절능이 가장 낮고, 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 굴절능이 가장 높다. 굴절능은 초점거리의 역수이다.
아베수는 제1 유리 렌즈(L1), 제2 플라스틱 렌즈(L2) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)가 50 이상이다. 아베수는 제1 유리 렌즈(L1)가 가장 높고, 제3 플라스틱 렌즈(L3)가 가장 낮다.
｜Kn/Kt｜는 각각의 렌즈의 굴절능을 전체 렌즈의 굴절능으로 나눈 값에 절대값을 취한 것으로서, 전체 렌즈의 굴절능 대비 각각의 렌즈의 굴절능의 비를 나타낸다.
제1 유리 렌즈(L1)의 굴절능은 다음의 조건식 1을 만족한다.
0.1 <｜K1/Kt｜< 0.2 [조건식 1]
여기서, K1은 제1 유리 렌즈(L1)의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
제2 플라스틱 렌즈(L2)의 굴절능은 다음의 조건식 2를 만족한다.
0.5 <｜K2/Kt｜< 0.65 [조건식 2]
여기서, K2는 제2 플라스틱 렌즈(L2)의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
제3 플라스틱 렌즈(L3)의 굴절능은 다음의 조건식 3을 만족한다.
0.25 <｜K3/Kt｜< 0.55 [조건식 3]
여기서, K3는 제3 플라스틱 렌즈(L3)의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
제4 플라스틱 렌즈(L4)의 굴절능은 다음의 조건식 4를 만족한다.
0.45 <｜K4/Kt｜< 0.6 [조건식 4]
여기서, K4는 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
상기 조건식 1 내지 4로부터, 제1 유리 렌즈(L1)의 굴절능이 전체 렌즈 시스템의 굴절능에서 낮은 비율을 차지함을 알 수 있다. 이는 상대적으로 외부 환경에 근접한 제1 유리 렌즈(L1)에 낮은 굴절능을 부여하여 온도 변화에 따른 해상도 변화를 줄이기 위함이다.
본 실시예에서 사용되는 비구면에 관한 사항은 다음의 수학식 1로부터 얻어진다.
[수학식 1]
Figure 112013014589623-pat00001
여기서, Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리,
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리,
c : 렌즈의 정점에서 곡률 반경(r)의 역수,
K : 코닉(Conic) 상수,
A,B,C,D,E,F : 비구면 계수
본 실시예에서 제2 플라스틱 렌즈(L2), 제3 플라스틱 렌즈(L3) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 양면은 모두 비구면으로 형성된다. 제2 플라스틱 렌즈(L2), 제3 플라스틱 렌즈(L3) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 코닉 상수와 비구면 계수는 다음과 같다.
구분 제2렌즈 제3렌즈 제4렌즈
제1면 제2면 제1면 제2면 제1면 제2면
K 0.000000 -1.129845 -0.227139 0.000000 15.799594 -1.193607
A4 -.2255E-02 0.3345E-01 0.7408E-02 0.1842E+00 0.1128E+00 0.5031E-02
A6 -.3603E-03 -.1480E-01 -.1448E-02 0.3113E+00 -.2874E+00 0.2768E-01
A8 0.4206E-04 0.1240E-02 0.1669E-02 0.6402E+00 0.9341E+00 0.1550E+00
A10 -.1389E-06 -.1552E-04 -.1715E-05 -.5006E+01 -.9400E+00 -.1230E+00
A12 -.5982E-07 0.5205E-04 -.7001E-04 0.9284E+01 -.1414E+01 0.9874E-01
도 3b 및 도 3c는 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프를 나타낸다.
그래프에서 가로축은 공간주파수(Spatial Frequency)를 나타내고, 값이 높을 수록 높은 해상도를 나타낸다. 예를 들어, 가로축의 가장 높은 값 80은 1mm 안에 블랙과 화이트의 화소쌍(1 cycle)이 80개 들어 있다는 의미이다.
세로축은 변조전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내고, 이는 화소쌍을 분해할 수 있는 정도를 나타낸다. 변조전달함수는 렌즈계가 공간주파수를 얼마나 잘 통과시켜 상 면으로 전달하는지를 나타내는 함수이다. 어떠한 화상(여러 종류의 공간주파수)이 렌즈계를 통과한 후, 상 면에서 같은 밝기로 재현되면 변조전달함수의 값은 "1"이 되고, 상 면에서 화상이 완전히 사라지면 "0"이 된다.
또한, 그래프에서 선의 색깔, 직선, 점선 등은 각각의 위치 마다의 해상도를 나타낸다. 도 3a의 그래프에서 붉은색 실선은 렌즈의 중심으로 들어오는 빛의 해상도이고, 초록색은 18.5°(반각)로 들어오는 빛, 파란색은 35°(반각)로 들어오는 빛, 갈색은 57°(반각)로 들어오는 빛, 분홍색은 72°(반각)로 들어오는 빛을 나타낸다. 도 3b의 그래프에서 붉은색은 92.5°(반각)로 들어오는 빛을 나타낸다.
도 3b 및 도 3b를 살펴보면, 72°(반각)로 들어오는 빛이 해상도 80 cycles/mm 에서도 40%의 분해능을 갖는 것을 확인할 수 있다. 가장 외측인 92.5°(반각)로 들어오는 빛도 해상도 80 cycles/mm 에서 13%의 분해능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 광각 렌즈 시스템은 전체 렌즈의 매수를 줄이면서 유리 렌즈의 사용을 1매로 제한하여 제작비용을 절감할 수 있다. 또한, 전체 렌즈 길이를 짧게 유지하면서 광각(185°)의 고해상도를 실현할 수 있다.
제2 실시예
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프이다.
다음은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈 시스템의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈 면 곡률반경 두께 굴절률 아베수 초점거리 굴절능
(|Kn/Kt|)
제1렌즈 제1면 11.58669 0.58006 1.516798 64.1983 -9.196912 -0.10873
제2면 6.576485 1.957257
제2렌즈 제1면 6.298463 0.728174 1.535 56.0 -1.801810 -0.555
제2면 4.44713 0.558482
제3렌즈 제1면 3.578978 2.342246 1.657 21.4 3.604079 0.277463
제2면 1.311305 0.355609
제4렌즈 제1면 1.160121 1.234296 1.535 56.0 1.620846 0.616962
제2면 1.822738 1.369599
여기서, F넘버는 2.59, 전체 초점거리는 0.9455mm, 전체 거리는 10.24mm, 화각은 185°이다.
초점거리는 제1 유리 렌즈(L1)가 가장 길고, 제4 플라스틱 렌즈(L4)가 가장 짧다. 따라서, 제1 유리 렌즈(L1)의 굴절능이 가장 낮고, 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 굴절능이 가장 높다. 굴절능은 초점거리의 역수이다. 또한, 각각의 렌즈의 굴절능은 상기 조건식 1 내지 4를 만족한다.
아베수는 제1 유리 렌즈(L1), 제2 플라스틱 렌즈(L2) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)가 50 이상이다. 아베수는 제1 유리 렌즈(L1)가 가장 높고, 제3 플라스틱 렌즈(L3)가 가장 낮다.
본 실시예에서 제2 플라스틱 렌즈(L2), 제3 플라스틱 렌즈(L3) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 양면은 모두 비구면으로 형성된다. 제2 플라스틱 렌즈(L2), 제3 플라스틱 렌즈(L3) 및 제4 플라스틱 렌즈(L4)의 코닉 상수와 비구면 계수는 다음과 같다.
구분 제2렌즈 제3렌즈 제4렌즈
제1면 제2면 제1면 제2면 제1면 제2면
K 0.000000 -1.167239 -0.293257 0.000000 7.471173 -1.138059
A4 -.2487E-02 0.3286E-01 0.5064E-02 0.2585E+00 0.2294E-01 -.1049E-02
A6 -.4601E-03 -.1868E-01 -.2810E-02 -.2775E+00 0.1773E+00 -.1785E-01
A8 0.4906E-04 0.1259E-02 0.1659E-02 0.1774E+01 -.3501E+00 0.1654E+00
A10 -.4258E-06 -.1484E-03 -.7226E-04 -.2800E+01 0.6518E+00 -.1465E+00
A12 -.6260E-07 0.3816E-04 -.6184E-04 0.2531E+01 -.7858E+00 0.8730E-01
도 4b 및 도 4c는 광각 렌즈 시스템의 해상도 그래프를 나타낸다.
그래프에서 선의 색깔, 직선, 점선 등은 각각의 위치 마다의 해상도를 나타낸다. 도 4a의 그래프에서 붉은색 실선은 렌즈의 중심으로 들어오는 빛의 해상도이고, 초록색은 18.5°(반각)로 들어오는 빛, 파란색은 35°(반각)로 들어오는 빛, 갈색은 57°(반각)로 들어오는 빛, 분홍색은 73°(반각)로 들어오는 빛을 나타낸다. 도 4b의 그래프에서 붉은색은 92.5°(반각)로 들어오는 빛을 나타낸다.
도 4b 및 도 4c를 살펴보면, 72°(반각)로 들어오는 빛이 해상도 80 cycles/mm 에서도 40%의 분해능을 갖는 것을 확인할 수 있다. 가장 외측인 92.5°(반각)로 들어오는 빛도 해상도 80 cycles/mm 에서 40% 분해능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 광각 렌즈 시스템은 전체 렌즈의 매수를 줄이면서 유리 렌즈의 사용을 1매로 제한하여 제작비용을 절감할 수 있다. 또한, 전체 렌즈 길이를 짧게 유지하면서 광각(185°)의 고해상도를 실현할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
111, 121, 131, 141 : 물체측 면
112, 122, 132, 142 : 상측 면
150 : 조리개
160 : 광학 필터
170 : 결상면
L1 : 제1 유리 렌즈
L2 : 제2 플라스틱 렌즈
L3 : 제3 플라스틱 렌즈
L4 : 제4 플라스틱 렌즈

Claims (9)

  1. 광각 렌즈 시스템에 있어서,
    물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제1 유리 렌즈;
    부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제2 플라스틱 렌즈;
    정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제3 플라스틱 렌즈;
    조리개;
    정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 제4 플라스틱 렌즈;
    를 포함하고,
    다음의 조건을 만족하는 광각 렌즈 시스템.
    0.5 <｜K2/Kt｜< 0.65
    여기서, K2는 상기 제2 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
  2. 광각 렌즈 시스템에 있어서,
    물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제1 유리 렌즈;
    부의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제2 플라스틱 렌즈;
    정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 매니스커스 타입의 제3 플라스틱 렌즈;
    조리개;
    정의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 제4 플라스틱 렌즈;
    를 포함하고,
    다음의 조건을 만족하는 광각 렌즈 시스템.
    0.25 <｜K3/Kt｜< 0.55
    여기서, K3는 상기 제3 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 플라스틱 렌즈, 제3 플라스틱 렌즈 및 상기 제4 플라스틱 렌즈는 양면이 비구면인 광각 렌즈 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 렌즈 중에서 상기 제1 유리 렌즈의 굴절능이 가장 낮은 광각 렌즈 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 렌즈 중에서 상기 제3 플라스틱 렌즈의 굴절률이 가장 높은 광각 렌즈 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다음의 조건을 만족하는 광각 렌즈 시스템.
    0.1 <｜K1/Kt｜< 0.2
    여기서, K1은 상기 제1 유리 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 플라스틱 렌즈와 상기 제4 플라스틱 렌즈는 동일한 재료로 형성되는 광각 렌즈 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다음의 조건을 만족하는 광각 렌즈 시스템.
    0.45 <｜K4/Kt｜< 0.6
    여기서, K4는 상기 제4 플라스틱 렌즈의 굴절능이고, Kt는 전체 렌즈계의 굴절능이다.
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