KR101536557B1

KR101536557B1 - 촬영 렌즈 광학계

Info

Publication number: KR101536557B1
Application number: KR1020130159436A
Authority: KR
Inventors: 조재훈; 안치호; 김지은; 김세진; 배성희
Original assignee: 주식회사 코렌
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-07-15
Also published as: US20150177491A1; CN104730687A; US9372325B2; KR20150072511A; CN104730687B

Abstract

촬영 렌즈 광학계에 관해 개시된다. 개시된 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 렌즈를 포함한다. 상기 제1렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 그의 입사면은 상기 피사체 측으로 볼록할 수 있다. 상기 제2렌즈는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈와 제4렌즈는 정(+)의 파워를 가지며, 제5렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖는다. 그리고 제6렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖는 비구면 렌즈이다.

Description

촬영 렌즈 광학계{Photographic lens optical system}

본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 촬상 장치에 적용되는 렌즈 광학계에 관한 것이다.

다양한 형태로 개발 및 개선이 진행되고 있는 반도체 이미지 센서는 일반적으로 카메라로 불렸던 촬상 장치의 이용 분야를 크게 확대하고 있다.

반도체 이미지 센서로는 CCD(Charge Coupled Device) 타입과 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 타입이 주종을 이루고 있으며, 최근에는 CMOS 소자의 성능이 크게 향상되면서 그 적용 분야의 폭 넓게 적용된다. 이러한 반도체 이미지 센서는 혁신을 거듭하면서 화소 집적도가 급격히 상승하고 있어서, 소형 이면서도 해상도가 극히 높은 이미지의 촬상이 가능하게 되었다.

이와 같은 고화소수에 이미지 센서에 대응하여 이에 부응하는 고품질의 렌즈 광학계가 요구된다. 고품질 광학계는 모든 영역에서 수차가 적으면서 높은 선예도를 가지는 것이 필요하다.

양질의 영상을 얻기 위해서는 위와 같은 고품질의 촬상 소자뿐 아니라 이에 부합하는 렌즈 광학계가 필요하다.

일반적인 소형 카메라, 예컨대 휴대폰 또는 차량용 카메라에 적용되는 렌즈 광학계에서는 고성능을 유지하면서도 소형화하는 것이 필요하다. 종래 렌즈 광학계에는 다수의 렌즈가 하나의 광축 상에 배열되는 구조를 가지며 여기에는 양호한 광학적 성능 확보를 위해 1매 이상의 글라스(glass) 렌즈가 포함된다. 특히 차량용 카메라의 경우 5~6매 정도의 글라스 렌즈가 적용되었다. 그러나 글라스 렌즈는 제조 단가가 높을 뿐 아니라, 성형/가공 상의 제약 조건으로 인해 렌즈 광학계의 소형화에 한계가 있다.

소형 카메라용으로서, 광학 설계상 요구되는 이상의 광학적 성능을 가지면서도 성형 및 가공이 용이하여 소형화가 용이할 뿐 아니라 제조 비용도 낮출 수 있는 렌즈의 연구는 여전한 과제이다.

본 발명은 소형화가 용이하면서도 높은 광학적 성능을 가지는 렌즈 광학계를 제공한다.

또한 본 발명은 높은 광학적 성능을 가지면서도 제조 단가를 낮출 수 있는 렌즈 광학계를 제공한다.

본 발명에 따른 렌즈 광학계:는

물체(object)측와 상측(image plane) 간의 광 축 상에, 상기 물체 측을 향하는 입사면과 상기 상측을 향하는 출사면을 각각 가지는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 그리고 제6렌즈가 순서대로 배치되는 렌즈계를 구비하며,

상기 제1렌즈는 부(Negative, -)의 파워를 가지는 것으로 물체측 방향으로 볼록한 메니스커스형 렌즈이며,

상기 제2렌즈는 정(Positive, +)의 파워를 가지는 것으로 물체측 방향으로 오목한 메니스커스형 렌즈이며,

상기 제3렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 양면 볼록형 렌즈며,

상기 제4렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 출사면이 상측으로 볼록한 렌즈이며;

상기 제5렌즈는 부(-)의 파워를 가지는 접합 렌즈로서 입사면이 상측으로 오목한 렌즈이며, 그리고

상기 제6렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 적어도 어느 일면이 비구면이며 상측으로 볼록인 렌즈이다.

본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기한 렌즈 광학계는 하기의 수학식 1 내지 3 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.

<수학식 1>

1.5 ＜ Nd6 < 1.65

여기서, Nd6는 제6렌즈의 굴절률이다.

<수학식 2>

0.7 ＜tan(θ)/YA1 ＜ 1.4

여기서, θ 는 렌즈계의 전체 화각이며, YA1은 제1렌즈의 출사면 유효경(Y Semi-Aperture)이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈와 제5렌즈는 상호 접합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2렌즈와 제3렌즈의 사이에 조리개가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 피사체와 상기 상측 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 적외선 차단 수단은 상기 제6렌즈와 상기 상측의 사이에 구비될 수 있다.

소형이면서도 고성능·고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-), 정(+)의 파워를 갖는 제1내지 제6렌즈를 포함하고, 상기한 수학식 1 또는 2 중에서 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 각종 수차를 용이하게(양호하게) 보정할 수 있고 비교적 짧은 전장을 가질 수 있으므로, 카메라의 고성능화 및 소형화에 유리할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제6렌즈를 플라스틱으로 제조함으로써, 글라스(glass) 렌즈를 사용하는 경우보다 저비용으로 컴팩트하면서 성능이 우수한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 각각 본 발명의 제 4 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 각각 본 발명의 제 5 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.

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 5는 각각 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 5 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(또는 물체, OBJ)와 피사체(OBJ)의 상이 맺히는 결상면(또는 상측)을 갖는 이미지 센서(IMG) 사이에 피사체(OBJ) 측으로부터 순차로 배열된 여섯 매의 렌즈를 구비한다. 이들 여섯 매의 렌즈는 광이 입사하는, 즉 피사체(OBJ)를 향하는 입사면과 광이 출사하는, 즉 이미지 센서(IMG)를 향하는 출사면을 가지며, 여기에는 제1렌즈(I), 제2렌즈(Ⅱ), 제3렌즈(Ⅲ), 제4렌즈(Ⅳ), 제5렌즈(Ⅴ) 및 제6렌즈(VI)가 포함된다. 제1렌즈(I)는 부(-)(negative)의 파워(굴절률)을 가지며, 피사체(OBJ) 측으로 볼록한 메니스커스(meniscus)형상을 가질 수 있다.

제2렌즈(II)는 정(+)(positive)의 파워를 가지는 것으로 피사체(OBJ)측으로 볼록한 메니스커스 렌즈이다. 제3렌즈(III)는 정(+)의 파워를 가지는 양면 볼록형 렌즈이다.

제4렌즈(IV)는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 출사면이 이미지센서 측으로 볼록한 렌즈이다. 제5렌즈(V)는 부(-)의 파워를 가지는 것으로 입사면이 오목한 렌즈이다. 여기에서, 제4렌즈(IV)의 출사면과 제5렌즈(V)의 입사면의 곡률(R)이 동일할 수 있으며, 이들 제4렌즈(IV)와 제5렌즈(V)들은 본 발명의 한 실시예에 따라 일정한 간격 또는 거리(T), 예를 들어 0.003mm의 미세 간격을 두고 상호 이격될 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에 따라 하나로 밀착(T=0.0000)하여 접합될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에서와 같이 상기 제4렌즈(IV)와 제5렌즈(V)가 하나로 접합(T=0.0000)되어 부(-)의 파워를 갖는 접합렌즈를 구성하고, 제 5 실시예에서는 제4렌즈(IV)와 제5렌즈(V)는 0.003mm 거리 또는 간격을 두고 상호 이격될 수 있다.

한편, 제6렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 입사면과 출사면 중 적어도 어느 일 면이 비구면으로 구성되며, 출사면이 이미지 센서(IMG) 측으로 볼록한 렌즈이다.

조리개(STOP, S1)와 적외선 차단 수단(Ⅵ)이 더 구비될 수 있다. 조리개(S1)는 제2렌즈(II)와 제3렌즈(III) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(IR)은 제6렌즈(VI)와 이미지센서(IMG) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(IR)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 이러한 조리개(S1)와 적외선 차단 수단(Ⅵ)의 위치는 달라질 수 있다. 상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 다음의 수학식 1 내지 2 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하다.

<수학식 1>

1.5 ＜ Nd6 < 1.65

여기서, Nd6은 제6렌즈의 굴절률이다.

수학식 1은 렌즈 광학계를 컴팩트화 및 경량화 하기 위한 조건을 나타낸다.

<수학식 2>

0.7 ＜tan(θ)/YA1 ＜ 1.4

조건식 2는 렌즈계의 구조를 결정하기 위한 조건으로 상한값을 벗어나면 렌즈계의 화각은 커지지만 구면 수차 및 코마 수차가 커지게 되며 하한값을 벗어나면 렌즈계의 구면 수차 및 코마수차는 작아지지만 화각 또한 작아 지게 되어 바람직하지 않다. 또한, 저굴절 렌즈인 제5렌즈와 제6렌즈를 근접 배치함으로써 색수차가 감소시키고 제6렌즈의 적어도 어느 일면을 비구면으로 설계하여 수차를 보정할 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 5 실시예에 있어서, 수학식 1 과 수학식 2의 값들은 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다. 표 1에서 화각(θ)의 단위는 도(degree, °)이다.

구분	Nd6	수학식 1	θ	tan(θ)	YA1	수학식2
실시예 1	1.534	1.534	64.03	2.56	3.28	0.78
실시예 2	1.534	1.534	64.22	5.41	4.04	1.34
실시예 3	1.534	1.534	64.13	3.58	3.89	0.92
실시예 4	1.534	1.534	64.09	3.09	4.04	0.76
실시예 5	1.534	1.534	64.25	6.50	4.84	1.34

표1을 참조하면, 상기 제1 내지 제 5 실시예의 렌즈 광학계는 수학식 1 및 수학식 2를 만족하는 것을 알 수 있다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계에서 제1 내지 제6렌즈(I∼VI)는, 그 형상 및 치수(dimension)를 고려했을 때, 플라스틱으로 제조할 수 있다. 즉, 제1내지 제6렌즈(I∼VI)는 모두 플라스틱 렌즈일 수 있다. 글라스(glass) 렌즈의 경우, 제조 단가가 높을 뿐 아니라 성형/가공 상의 제약 조건으로 인해 렌즈 광학계의 소형화를 어렵게 하지만, 본원에서는 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)를 모두 플라스틱으로 제조할 수 있으므로, 그에 따른 다양한 이점을 기할 수 있다. 그러나 본원에서 제1 내지 제6렌즈(I∼VI)의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라서는, 제1내지 제6렌즈(I∼VI) 중 적어도 하나를 글라스로 제조할 수도 있다.

이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 내지 제 5 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

아래의 표2 내지 표 6은 각각 도 1 내지 도 5의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률반경, 렌즈 두께 또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베수 등을 나타낸다.

표2 내지 표6에서 R은 곡률반경, D는 렌즈 두께 또는 렌즈 간격 또는 인접한 구성요소 간의 간격, Nd는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 렌즈의 굴절률, Vd는 d선(d-line)에 대한 렌즈의 아베수를 나타낸 것이다. 렌즈면 번호에서 *는 해당 렌즈면이 비구면임을 나타낸다. 그리고 R 값과 D 값의 단위는 ㎜이다.

실시예1	면	R	D	Nd	Vd
물체(Object)		Infinity	Infinity
1		Infinity	0.0000
I	2	8.6263	1.1756	1.6998	55.4589
	3	3.0587	3.1416
II	4	-6.6999	4.0484	1.8396	42.9836
	5	-7.7030	0.1079
6		Infinity	0.2635
Stop		Infinity	0.4788
III	8	6.4608	3.2898	1.6998	55.4589
	9	-12.2607	0.100
IV	10	8.1443	2.4356	1.5056	66.8862
	11	-3.5488	0.0000
V	12	-3.5488	0.7186	1.7572	27.6861
	13	5.8771	0.9248
VI	14*	-60.8218	5.3652	1.5340	55.8559
	15*	-3.5468	1.0000
16		Infinity	1.0000
17		Infinity	0.8000
18		Infinity	0.1483
Image		Infinity	0.0018

실시예2	표면	R	T	Nd	Vd
Object		Infinity	Infinity
1		Infinity	0.0000
I	2	12.7835	2.000	1.8018	45.3962
	3	3.8553	4.6152
II	4	-7.7926	4.8224	1.8396	42.9835
	5	-8.4667	0.6172
6		Infinity	0.6173
Stop		Infinity	0.1000
III	8	6.2595	4.1171	1.6763	54.3554
	9	-24.6934	0.1695
IV	10	9.1723	2.6591	1.5013	80.8481
	11	-3.8270	0.0000
V	12	-3.8270	0.6000	1.7717	25.4593
	13	9.4375	0.8761
VI	14*	-16.8902	5.9062	1.5340	55.8559
	15*	-3.7190	1.0000
16		Infinity	1.0000
17		Infinity	0.8000
18		Infinity	0.0988
Image		Infinity	0.0012

실시예3		R	T	Nd	Vd
Object		Infinity	Infinity
1		Infinity	0.0000
I	2	9.7361	2.1000	1.7460	50.0601
	3	3.1977	3.5202
II	4	-6.6390	4.1064	1.8396	42.9835
	5	-7.6540	0.1000
6		Infinity	0.1000
Stop		Infinity	0.1000
III	8	6.3254	3.8316	1.6985	55.5395
	9	-14.0808	0.1000
IV	10	7.5693	2.3755	1.5083	79.0886
	11	-3.6311	0.0000
V	12	-3.6311	0.5731	1.7496	27.6356
	13	5.9254	0.9613
VI	14*	-37.9016	5.2018	1.5340	55.8559
	15*	-3.4996	1.0000
16		Infinity	1.0000
17		Infinity	0.8000
18		Infinity	0.0975
Image		Infinity	0.0026

실시예4	면	R	T	Nd	Vd
Object		Infinity	Infinity
1		Infinity	0.0000
I	2		10.7517	2.1000	1.7366	51.0182
	3		3.4699	4.0510
II	4		-6.6311	4.0188	1.8384	43.0549
	5		-7.7089	0.1000
6		Infinity	0.1000
Stop		Infinity	0.1000
III	8		6.2584	3.9511	1.6924	55.9323
	9		-17.5296	0.1000
IV	10		6.5014	2.3227	1.5006	81.0427
	11		-4.1748	0.0000
V	12		-4.1748	0.5000	1.7522	26.6205
	13		5.8433	1.1061
VI	14*		-19.7878	4.9415	1.5340	55.8559
	15*		-3.4307	1.0000
16		Infinity	1.0000
17		Infinity	0.8000
18		Infinity	0.0967
Image		Infinity	0.0033

실시예5	면	R	T	Nd	Vd
Object		Infinity	Infinity
1		Infinity	0.0000
I	2	12.8434	3.5000	1.7359	50.7374
	3	3.6165	4.5158
II	4	-6.4697	4.0676	1.8192	43.9431
	5	-7.4984	0.1000
6		Infinity	0.1000
Stop		Infinity	0.1000
III	8	6.1711	4.1718	1.6836	56.3232
	9	-21.9250	0.1000
IV	10	6.2436	2.1741	1.5071	79.0155
	11	-4.4243	0.003
V	12	-4.4243	0.7000	1.7432	26.4284
	13	5.8776	0.9969
VI	14*	-24.7652	5.3077	1.5340	55.8559
	15*	-3.4527	0.5000
16		Infinity	0.8000
17		Infinity	1.0912
Image		Infinity	-0.0250

한편, 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 5 실시예에 따른 렌즈 광학계에서 비구면은 다음 수학식 3의 비구면 방정식을 만족한다.

<수학식 3>

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 나타내고, A, B, C, D 및 E 는 비구면 계수를 나타낸다.

다음의 표7 내지 표11들은 각각 도 1 내지 도 5에 대응되는 제 1 실시예 내지 제 5 실시예에 따른 렌즈 시스템에서의 비구면 계수를 나타낸다. 즉, 표 7 내지 표 11은 각각 표2 내지 표6의 제6렌즈의 입사면(14*)과 출사면(15*)의 비구면 계수를 나타낸다.

면	K	A	B	C	D	E
14*	-527.6471	-0.0048	-0.0004	0.0002	-0.0000	0.0000
15*	-1.2823	0.0012	-0.0002	0.0000	-0.0000	0.0000

면	K	A	B	C	D	E
14*	43.2902	-0.0032	-0.0001	0.0001	-0.0000	0.0000
15*	-1.5270	0.0015	-0.0003	0.0000	-0.0000	0.0000

면	K	A	B	C	D	E
14*	55.9501	-0.0051	-0.0005	0.0001	-0.0000	0.0000
15*	-1.2004	0.0011	-0.0002	0.0000	-0.0000	0.0000

S	K	A	B	C	D	E
14*	46.7225	-0.0056	-0.0005	0.0001	-0.0000	0.0000
15*	-1.1292	0.0009	-0.0003	0.0000	-0.0000	0.0000

S	K	A	B	C	D	E
14*	81.6107	-0.0056	-0.0004	0.001	-0.0000	0.0000
15*	-1.4165	0.0013	-0.0003	0.0000	-0.0000	0.0000

도 6은 본 발명의 제 1 실시예(도 1)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 2의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여주는 수차도이다.

도 6의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면 만곡, 즉 자오 상면 만곡(tangential field curvature, T)과 구결 상면 만곡(sagittal field curvature, S)을 나타낸 것이다.

여기에서, 도 6의 (a) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 656.3000nm, 587.6000nm, 546.1000nm, 486.1000nm, 435.8000nm 이었다. (b) 및 (c) 데이터를 얻기 위해 사용한 파장은 546.1000nm 이었다. 이는 도 7 내지 도 10에서도 마찬가지이다.

도 7의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제 2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표3의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.

도 8의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제 3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표4의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.

도 9의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제 4 실시예(도 4)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표5의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.

도 10의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제 5 실시예(도 5)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표6의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차적으로 배열된 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-), 정(+)의 파워를 갖는 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)를 포함하고, 상기한 수학식 1 내지 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 각종 수차를 용이하게(양호하게) 보정할 수 있고, 비교적 짧은 전장을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형이면서도 고성능 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 표 2 내지 표 6에서 제4렌즈(IV)의 11면의 데이터를 통해서 알수 있듯이, 렌즈 광학계에서 제4렌즈와 제5렌즈를 `간격으로 상호 이격시키거나 아니면 하나로 접합되어 접합렌즈화 함으로써 렌즈 광학계의 소형화에 더욱 유리하다. 전술한 바와 같이 제4렌즈는 정(+)의 파워를 가지고 그리고 제5렌즈는 부(-)의 파워를 가지며, 이 들 두 렌즈(IV, V)에 의한 파워의 합은 음(-)의 값을 가진다. 즉 정(+)의 파워를 갖는 제4렌즈와 부(-)의 파워를 갖는 제5렌즈에 의해 구성되는 접합렌즈는 부(-)의 파워를 갖는다.

한편, 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)를 플라스틱으로 제조하고 이들 렌즈 중에서 적어도 제6렌즈에서, 입사면 및 출사면 중 적어도 어느 하나의 면을 비구면으로 구성함으로써, 글라스 렌즈를 사용하는 경우보다 저비용으로 컴팩트하면서 성능이 우수한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 제6렌즈(VI)의 입사면(14*)과 출사면(15*) 중 적어도 하나의 면이 중앙부에서 가장자리로 가면서 적어도 하나의 변곡점을 갖는 비구면인 경우, 각종 수차를 용이하게 보정할 수 있고, 주광선(Chief ray)의 출사각을 작게 하여 대각선 방향 모서리 부분에의 이미지 걸림에 따른 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((IR)) 차단 수단으로서 필터 외에 다양한 부가적 요소가 사용될 수 있다. 그 밖에도 다양한 변형 예가 가능함을 알 수 있을 것이다. 이러한 이유로, 본 발명의 기술적 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

I: 제1렌즈
Ⅱ: 제2렌즈
Ⅲ: 제3렌즈
Ⅳ: 제4렌즈
V: 제5렌즈
Ⅵ: 제6렌즈
IR: 적외선 차단 수단
OBJ: 피사체
S1: 조리개(STOP)
IMG: 이미지센서(상면)

Claims

물체(object)측과 상측(image plane) 간의 광축 상에, 상기 물체 측을 향하는 입사면과 상기 상측을 향하는 출사면을 각각 가지는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 그리고 제6렌즈가 순서대로 배치되는 렌즈계를 구비하며,
상기 제1렌즈는 부(Negative, -)의 파워를 가지는 것으로 물체측 방향으로 볼록한 메니스커스형 렌즈이며,
상기 제2렌즈는 정(Positive, +)의 파워를 가지는 것으로 물체측 방향으로 오목한 메니스커스형 렌즈이며,
상기 제3렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 양면 볼록형 렌즈며,
상기 제4렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 출사면이 상측으로 볼록한 렌즈이며;
상기 제5렌즈는 부(-)의 파워를 가지는 렌즈로서 입사면이 상측으로 오목한 렌즈이며, 그리고
상기 제6렌즈는 정(+)의 파워를 가지는 것으로 적어도 어느 일면이 비구면이며 상측으로 볼록한 렌즈인, 렌즈 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제6렌즈의 굴절률(Nd6)는 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈광학계.
<수학식>
1.5 ＜ Nd6 < 1.65
제2항에 있어서,
여기서, 렌즈계의 전체 화각(θ)과 제1렌즈의 출사면 유효경(YA1) 사이에 다음 수학식이 성립하는 렌즈 광학계.
<수학식>
0.7 ＜tan(θ)/YA1 ＜ 1.4
제1항에 있어서,
여기서, 렌즈계의 전체 화각(θ)과 제1렌즈의 출사면 유효경(YA1) 사이에 다음 수학식이 성립하는 렌즈 광학계.
<수학식>
0.7 ＜tan(θ)/YA1 ＜ 1.4
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제4렌즈는 양면 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
제5항에 있어서,
상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이에 마련되는 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이에 마련되는 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제4렌즈와 제5렌즈는 하나로 접합된 접합렌즈를 구성하며, 그리고
상기 접합렌즈는 부(-)의 파워를 가지는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
제8항에 있어서,
상기 제4렌즈는 양면 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
제9항에 있어서,
상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이에 마련되는 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.
제8항에 있어서,
상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이에 마련되는 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.