KR101758734B1 - 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 관한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치는, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈를 구비하며, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 적어도 1개의 비구면을 포함하며, 하기의 조건식을 만족한다.
<식>
1.7 < |f1/f| < 2.3
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 전체 초점거리를 나타낸다.

Description

광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치{Wide angle lens and photographing apparatus with the same}
본 발명은 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수차의 보정이 용이하면서, 저비용 및 경량화가 가능한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 관한 것이다.
최근 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자가 소형화, 고화소화됨에 따라, 촬상 소자를 구비한 디지털 카메라(digital camera), 비디오 카메라(video camera) 또는 방범용 카메라와 같은 결상 광학 기기에 구비된 렌즈계 역시 높은 광학 성능과 소형화가 요구되고 있다.
특히 보안 카메라나 차량용 감시 카메라 등으로 사용되는 방범용 카메라는 보안의 중요성이 증대됨에 따라 공공 기관이나 기업체뿐만 아니라, 개인에 의한 사용으로까지 그 영역이 확대되고 있다.
방범용 카메라는 넓은 지역에 대한 감시가 가능하여야 하므로, 광각 렌즈계를 사용하여야 하며, 수요자의 요구에 따라 넓은 영역에 대하여 왜곡이 없는 고해상도의 영상을 구현할 필요성이 증대되고 있다.
본 발명의 목적은, 저비용, 소형화 및 경량화가 가능한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수차가 양호하게 보정되어 광학 성능이 우수한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈를 구비하며, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 적어도 1개의 비구면을 포함하며 하기의 조건식을 만족하는 광각 렌즈를 제공한다.
<식>
1.7 < |f1/f| < 2.3
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 전체 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 제1 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 플라스틱으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제2 렌즈는 플라스틱 또는 광학 유리로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제2 렌즈는 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
<식>
1.6 < Nd2 <1.75
Vd2 < 35
여기서, Nd2는 상기 제2 렌즈의 굴절률이고, Vd2는 상기 제2 렌즈의 아베수이다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
<식>
2.2 < f2/f < 4.4
여기서, f2는 제2 렌즈의 초점거리이고, f는 전체 초점거리이다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제1 렌즈는 물체측에 볼록면을 가지며, 제2 렌즈는 물체측에 오목면을 가지며, 제3 렌즈는 물체측에 볼록면을 가지며, 제4 렌즈는 근축 부근에서 물체측에 볼록면을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈를 구비하며, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 적어도 1개의 비구면을 포함하며 하기의 조건식을 만족하는 광각 렌즈 및 광각 렌즈에서 형성된 상을 수광하는 촬상 소자를 구비하는 촬상 장치를 제공한다.
<식>
1.7 < |f1/f| < 2.3
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 전체 초점거리를 나타낸다.
상기와 같은 실시예들에 따르면, 저비용, 소형화 및 경량화가 가능한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 수차가 양호하게 보정되어 광학 성능이 우수한 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 광각 렌즈의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 광각 렌즈의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치도이다.
도 6는 도 5에 나타낸 광각 렌즈의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치도이다.
도 8는 도 7에 나타낸 광각 렌즈의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
도 1, 도 3, 도 5 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치도이다.
도 1, 도 3, 도 5 및 도 7의 실시예에 관한 광각 렌즈는, 물체측(O)으로부터 상면측(I)으로 순서대로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L1)과, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L2), 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3) 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4)를 구비한다. 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 각각 적어도 1개의 비구면을 구비하며, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)의 사이에는 조리개(SP)가 배치되고 제4 렌즈(L4)와 상면(IP) 사이에는 광학 블록(G)이 배치된다.
제1 렌즈(L1)는 광축 부근에 있어서 물체측(O)으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 형상을 가지며, 부의 굴절력을 갖는다. 제1 렌즈(L1)의 적어도 한 면은 비구면일 수 있다. 즉, 제1 렌즈(L1)의 물체측(O)의 면(S1) 및 상측(I)의 면(S2) 중 하나의 면이 비구면일 수 있고, 양면이 모두 비구면일 수도 있다. 특히 양면이 모두 비구면인 경우 비축 상에서 발생하는 수차를 용이하게 제어할 수 있다.
또한 제1 렌즈(L1)는 플라스틱으로 구성될 수 있다.
제2 렌즈(L2)는 광축 부근에 있어서 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 정의 굴절력을 갖는다. 제2 렌즈(L2)의 물체측(O)의 면(S3) 및 상측(I)의 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 특히 양면이 모두 비구면인 경우 수차를 더욱 용이하게 제어할 수 있다.
또한 제2 렌즈(L2)는 고분산의 광학 유리 또는 플라스틱으로 구성될 수 있다.
제3 렌즈(L3)는 광축 부근에 있어서 양볼록(bi-convex) 형상을 가지며, 정의 굴절력을 갖는다. 제3 렌즈(L3) 물체측(O)의 면(S5) 및 상측(I)의 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 특히 양면이 모두 비구면인 경우 수차를 더욱 용이하게 제어할 수 있다.
또한 제3 렌즈(L3)는 플라스틱으로 구성될 수 있다.
제4 렌즈(L4)는 광축 부근에 있어서 물첵측(O)이 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 정의 굴절력을 갖는다. 제4 렌즈(L4)의 물체측(O)의 면(S8) 및 상측(I)의 면(S9) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 특히, 본 실시예의 제4 렌즈(L4)는 광축 부근에서는 물체측(O)은 볼록하고 상측(I)은 오목한 형상을 가지며, 주변부에서는 물체측(O)은 오목하고 상측(I)은 볼록한 형상을 갖는 양면이 비구면을 구비하는 형태를 갖는다. 제4 렌즈(L4)가 비구면을 구비함으로써, 코마수차와 비점수차를 효과적으로 보정할 수 있다.
또한 제4 렌즈(L4)는 플라스틱으로 구성될 수 있다.
제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)의 사이에는 조리개(SP)가 배치될 수 있다. 조리개(SP)는 촬상 소자에 입사되는 광의 입사각을 작게 하고, 전체 렌즈계가 대칭적인 특성을 갖도록 하기 위하여 제2 렌즈(L3)와 제3 렌즈(L3)의 사이에 배치하는 것이 바람직하다.
제4 렌즈(L4)와 상면(IP)의 사이에는 광학 블록(G)이 배치될 수 있으며, 광학 블록(G)은 로우 패스 필터(LPF;low pass filter)나 적외선 커트 필터(IR-cut filter)와 같은 광학 필터나 촬상 소자의 촬상면을 보호하기 위한 커버 유리(CG; cover glass) 등일 수 있다.
본 실시예에 관한 광각 렌즈는, 4개의 렌즈만으로 광각을 가지며 광학 성능이 우수한 렌즈계를 제공할 수 있으므로 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(L1), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 플라스틱으로 구성하는 경우, 비구면 설계가 용이하여 수차를 양호하게 보정할 수 있으며, 저비용화 및 경량화가 가능하다. 이때 제2 렌즈(L2)는 플라스틱으로 구성할 수도 있고, 광학 유리로 구성할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 광각 렌즈는, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure 112011090700811-pat00001
여기서, f1은 제1 렌즈(L1)의 초점거리, f는 광학계의 전체 초점거리를 나타낸다.
상기 수학식 1은 전체 광학계의 파워(1/f)에 대한 제1 렌즈(L1)의 파워(1/f1)의 크기를 나타내는 양(f1/f)의 적정 범위를 나타내는 식이다. 제1 렌즈(L1)의 파워 배분을 적정화함으로써 수차의 보정과 충분한 후방 초점거리(BFL; back focal length)의 확보를 균형적으로 실현할 수 있다. 상기 수학식 1의 하한치 이하에서는 제1 렌즈(L1)의 부의 굴절력이 강해져 후방 초점거리를 충분히 확보할 수 없다. 또한 수학식 1의 상한치 이상에서는 제1 렌즈(L1)의 부의 굴절력이 약해져 구면 수차의 보정이 불충분하게 된다.
본 발명의 실시예에 관한 광각 렌즈는 또한, 하기 수학식 2 및 수학식 3을 만족할 수 있다.
Figure 112011090700811-pat00002
Figure 112011090700811-pat00003
여기서, Nd2는 제2 렌즈(L2)의 굴절률, Vd2는 제2 렌즈(L2)의 아베수를 나타낸다.
상기 수학식 2는 제2 렌즈(L2)에 사용되는 광학 유리 또는 플라스틱의 굴절률을 나타내는 것으로, 수학식 2의 하한치 이하에서는 렌즈의 반경이 짧아져 면의 경사가 급격해지므로 높은 광학 성능을 얻기 어렵고 제조가 어려워지며, 수학식 2의 상한치 이상에서는 소재의 가격이 상승하므로, 저비용을 구현하기가 어렵다.
상기 수학식 3은 제2 렌즈(L2)에 사용되는 광학 유리 또는 플라스틱의 아베수, 즉 분산을 나타내는 것으로, 수학식 3의 상한치 이상에서는 전체 색수차의 균형에 영향을 주어 광학 성능이 저하된다.
본 발명의 실시예에 관한 광각 렌즈는 또한, 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
Figure 112011090700811-pat00004
여기서, f2는 제2 렌즈(L2)의 초점거리, f는 광학계의 전체 초점거리를 나타낸다.
상기 수학식 4는 전체 광학계의 파워(1/f)에 대한 제2 렌즈(L2)의 파워(1/f2)의 크기를 나타내는 양(f2/f)의 적정 범위를 나타내는 식이다. 제2 렌즈(L2)의 파워 배분을 적정화함으로써 수차의 보정과 충분한 후방 초점거리(BFL; back focal length)의 확보를 균형적으로 실현할 수 있다. 본 발명의 광각 렌즈는 보안 카메라나 차량용 감시 카메라 등의 방범용 카메라에 사용될 수 있는데, 이 경우 제4 렌즈(L4)와 상면(IP)의 사이에 광학 필터 등과 같은 광학 블록(G)을 배치하기 위하여 충분한 후방 초점 거리를 확보하는 것이 중요하다.
상기 수학식 4의 하한치 이하에서는 제2 렌즈(L1)의 정의 굴절력이 강해져 후방 초점거리를 충분히 확보할 수 없다. 또한 수학식 4의 상한치 이상에서는 제2 렌즈(L2)의 정의 굴절력이 약해져 고차 수차의 보정이 불충분하게 된다.
이상의 조건을 만족하는 본 발명에 관한 광각 렌즈는, 수차가 양호하게 보정되어 광학 성능이 우수하고, 광각을 가지며, 저비용화, 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다.
　이하, 본 발명의 광각 렌즈의 보다 상세한 구성을 구체적인 렌즈 데이터와 함께 실시예별로 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시예들에서 나타나는 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure 112011090700811-pat00005
렌즈 데이터에서, R은 각 렌즈면의 곡률 반경[mm](단, R의 값이 ∞가 되는 면은 그 면이 평면임을 나타낸다), D는 렌즈면 사이의 축방향 간격[mm], Nd는 각 렌즈의 굴절률, Vd는 각 렌즈의 아베수를 나타낸다.
또한, f는 전체 초점거리[mm], f1은 제1 렌즈(L1)의 초점거리[mm], f2는 제2 렌즈(L2)의 초점거리[mm]를 나타낸다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 광학적 배치를 나타낸다. 본 실시예에 관한 광각 렌즈는, 물체측(O)에 볼록면을 가지며 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L1)와, 물체측(O)에 오목면을 가지며 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L2)와, 물체측(O)에 볼록면을 가지며 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3)와, 근축 근방에서 물체측(O)에 볼록면을 가지며 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4)로 구성되며, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)의 사이에는 조리개(SP)가 배치되고, 제4 렌즈(L4)와 상면(IP)의 사이에는 광학 블록(G)이 배치된다.
도 1의 부호 Si는 제1 렌즈의 물체측 면을 1번째 면(S1)으로 하고, 상측 방향을 따라 면 번호가 증가되도록 부호를 붙인 i번째의 면을 나타낸다. 도 1에서는 렌즈 각각의 렌즈면 부호를 나타내었으나, 다른 실시예에서의 도면에서는 렌즈면의 부호를 생략한다.
다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
면번호 R D Nd Vd
1* 2.5072 0.7689 1.5312 56.50
2* 0.8651 0.9766
3* -7.9577 0.8913 1.6889 31.16
4* -2.1188 0.4577
5 ∞ 0.1000
6* 3.3087 0.4500 1.5312 56.50
7* -3.2949 0.5806
8* 1.3595 0.4749 1.5312 56.50
9* 1.7585 0.3005
10 ∞ 0.3000 1.5168 64.20
11 ∞ 0.6995
12 ∞ 0
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다. 다음은 제1 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수를 나타낸다.)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
비구면
계수		 면번호
제1면 제2면 제3면 제4면
K 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A 5.06E-03 2.16E-02 -7.91E-02 -3.59E-02
B -9.54E-04 4.78E-03 -1.30E-02 -1.04E-02
C 0.00E+00 0.00E+00 -8.93E-03 6.28E-03
D 0.00E+00 0.00E+00 -2.77E-03 4.35E-04
E 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
F 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
비구면
계수		 면번호
제6면 제7면 제8면 제9면
K 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A -1.75E-03 -9.29E-02 -2.40E-01 -1.39E-01
B 2.04E-02 1.31E-01 3.83E-02 -4.14E-02
C 2.72E-02 2.48E-01 -5.39E-02 8.01E-03
D 1.08E+00 -5.89E-01 -2.62E-03 -6.20E-03
E 1.25E-18 3.79E-18 1.40E-15 -7.30E-15
F 0.00E+00 0.00E+00 -1.04E-21 -8.60E-19
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 광각 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 나타낸 것이다.
구면수차도에서, C선은 파장 656.3nm, d선은 파장 587.6nm, e선은 파장 546.1nm, F선은 파장 486.1nm, g선은 파장 435.8nm에서의 수차를 나타낸다. 비점수차도에서, 실선은 구결면(sagittal surface), 점선은 자오면(tangential surface)에서의 수차를 나타낸다.
<제2 실시예>
도 3은 제2 실시예에 따른 광각 렌즈의 광학적 배치를 나타낸다. 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
면번호 R D Nd Vd
1* 2.6321 0.8441 1.5312 56.50
2* 0.8777 0.9919
3* -7.7813 0.9417 1.6889 31.16
4* -2.1866 0.4460
5 ∞ 0.1000
6* 3.0351 0.5000 1.5312 56.50
7* -3.5760 0.5763
8* 1.3906 0.5000 1.5312 56.50
9* 1.8227 0.3005
10 ∞ 0.3000 1.5168 64.20
11 ∞ 0.6995
12 ∞ 0
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다. 다음은 제2 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
비구면
계수		 면번호
제1면 제2면 제3면 제4면
K 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A 4.90E-03 1.72E-02 -7.58E-02 -3.51E-02
B -2.63E-04 1.01E-02 -1.07E-02 -8.40E-03
C 0.00E+00 0.00E+00 -7.29E-03 8.21E-03
D 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
E 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
F 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
비구면
계수		 면번호
제6면 제7면 제8면 제9면
K 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A -2.54E-03 -9.33E-02 -2.37E-01 -1.33E-01
B 1.07E-02 1.11E-01 4.00E-02 -3.96E-02
C -4.29E-03 2.13E-01 -5.32E-02 8.75E-03
D 6.63E-01 -4.39E-01 -2.47E-03 -5.79E-03
E 1.26E-18 3.80E-18 1.39E-15 -7.22E-15
F 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 관한 광각 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 나타낸 것이다.
구면수차도에서, C선은 파장 656.3nm, d선은 파장 587.6nm, e선은 파장 546.1nm, F선은 파장 486.1nm, g선은 파장 435.8nm에서의 수차를 나타낸다. 비점수차도에서 실선은 구결면(sagittal surface), 점선은 자오면(tangential surface)에서의 수차를 나타낸다.
<제3 실시예>
도 5은 제3 실시예에 따른 광각 렌즈의 광학적 배치를 나타낸다. 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
면번호 R D Nd Vd
1* 6.1311 0.5000 1.5346 56.30
2* 1.2303 1.4000
3* -11.5309 0.5000 1.6342 23.80
4* -2.6233 0.7581
5 ∞ 0.1124
6* 2.6414 0.5000 1.5346 56.30
7* -3.0699 0.5295
8* 1.5596 0.5000 1.5346 56.30
9* 2.1390 0.2500
10 ∞ 0.3000 1.5168 64.20
11 ∞ 0.7500
12 ∞ 0
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다. 다음은 제3 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
비구면
계수		 면번호
제1면 제2면 제3면 제4면
K 1.81E+00 1.49E-01 2.31E+01 -3.80E-02
A 8.19E-03 1.85E-02 -3.54E-02 1.20E-02
B -2.60E-04 2.74E-03 -4.47E-04 -3.80E-03
C -3.61E-05 8.22E-03 3.57E-03 -4.09E-03
D 0.00E+00 0.00E+00 2.43E-03 -1.37E-03
E 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
F 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
G 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
비구면
계수		 면번호
제6면 제7면 제8면 제9면
K 1.43E+00 7.89E+00 -5.32E+00 -3.78E+00
A 1.42E-02 -2.19E-02 -4.30E-02 -5.13E-02
B 1.08E-01 1.38E-01 -5.48E-02 -6.00E-02
C 2.22E-02 1.22E-01 -5.10E-02 -5.55E-03
D 4.76E-01 2.11E-01 3.26E-03 -3.02E-03
E 1.42E-17 9.12E-17 -6.78E-13 1.62E-12
F 2.26E-19 1.61E-18 -3.86E-14 -1.10E-13
G 0.00E+00 0.00E+00 -2.14E-15 -8.19E-15
도 6는 본 발명의 제3 실시예에 관한 광각 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 나타낸 것이다.
구면수차도에서, C선은 파장 656.3nm, d선은 파장 587.6nm, e선은 파장 546.1nm, F선은 파장 486.1nm, g선은 파장 435.8nm에서의 수차를 나타낸다. 비점수차도에서, 실선은 구결면(sagittal surface), 점선은 자오면(tangential surface)에서의 수차를 나타낸다.
<제4 실시예>
도 7은 제4 실시예에 관한 광각 렌즈의 광학적 배치를 나타낸다. 다음은 제4 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
면번호 R D Nd Vd
*1 6.1311 0.9138 1.5346 56.30
*2 1.1236 1.0502
*3 -5.0566 0.9106 1.6200 25.00
*4 -2.1272 0.5166
5 ∞ 0.1116
*6 2.1704 0.4546 1.5346 56.30
*7 -3.8898 0.4975
*8 1.4474 0.6073 1.5346 56.30
*9 2.1016 0.1880
10 ∞ 0.3000 1.5168 64.20
11 ∞ 0.6500
12 ∞ 0
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다. 다음은 제4 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
비구면
계수		 면번호
제1면 제2면 제3면 제4면
K 2.14E+00 3.15E-01 1.52E+01 -3.59E-01
A 9.80E-03 3.14E-02 -3.90E-02 1.32E-02
B -2.58E-04 7.70E-03 -1.69E-03 -3.40E-03
C -4.20E-05 1.81E-03 4.67E-03 -4.45E-03
D 1.05E-06 2.87E-02 5.30E-03 2.63E-03
E 2.31E-07 7.86E-16 2.17E-15 3.57E-16
F 0.00E+00 0.00E+00 1.40E-21 -5.83E-23
G 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
비구면
계수		 면번호
제6면 제7면 제8면 제9면
K 8.81E-01 1.89E+01 -4.88E+00 -1.95E+00
A 1.36E-02 -4.97E-02 -3.56E-02 -3.25E-02
B 8.83E-02 2.18E-01 -4.51E-02 -5.57E-02
C 1.49E-01 3.30E-01 -4.08E-02 -1.84E-03
D 2.12E+00 7.89E-02 5.21E-03 1.30E-03
E 8.51E-20 -8.13E-18 -5.46E-17 -4.65E-15
F 0.00E+00 -1.12E-24 -3.47E-18 -9.80E-18
G 0.00E+00 0.00E+00 -3.21E-26 -5.21E-23
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 관한 광각 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 나타낸 것이다.
구면수차도에서, C선은 파장 656.3nm, d선은 파장 587.6nm, e선은 파장 546.1nm, F선은 파장 486.1nm, g선은 파장 435.8nm에서의 수차를 나타낸다. 비점수차도에서 실선은 구결면(sagittal surface), 점선은 자오면(tangential surface)에서의 수차를 나타낸다.
다음 표는 상술한 제1 내지 제4 실시예가 전술한 조건식을 만족하는 것을 나타낸다.
　 f1 f2 f |f1/f| f2/f
제1 실시예 -2.9583 3.9152 1.5000 1.9722 2.6101
제2 실시예 -2.9651 4.0984 1.5000 1.9767 2.7323
제3 실시예 -2.9726 5.1889 1.3393 2.2195 3.8744
제4 실시예 -2.7369 5.2388 1.2102 2.2615 4.3289
본 발명의 실시예들에 관한 광각 렌즈는, 수차가 양호하게 보정되어 광학 성능이 우수하며, 저비용화, 소형화 및 경량화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 관한 광각 렌즈는, 촬상 소자(미도시)를 구비하는 감시 카메라, 디지털 카메라 또는 비디오 카메라 등의 촬상 장치에 이용될 수 있다.
촬상 소자는 광각 렌즈에 의해 결상된 광을 수광하는 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자일 수 있다. 촬상 소자의 촬상면은 광각 렌즈의 상면(IP)에 해당한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
L1: 제1 렌즈 L2: 제2 렌즈
L3: 제3 렌즈 L4: 제4 렌즈
SP: 조리개 G: 광학 필터
IP: 상면

Claims (8)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;를 구비하며,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈는 각각 적어도 1개의 비구면을 포함하며, 하기의 조건식을 만족하는 광각 렌즈.
    <식>
    1.7 < |f1/f| < 2.3
    여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 전체 초점거리를 나타낸다.
  2. [청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 플라스틱으로 구성되는 광각 렌즈.
  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 하기의 조건식을 만족하는 광각 렌즈.
    <식>
    1.6 < Nd2 <1.75
    Vd2 < 35
    2.2 < f2/f < 4.4
    여기서, Nd2는 상기 제2 렌즈의 굴절률, Vd2는 상기 제2 렌즈의 아베수, f2는 제2 렌즈의 초점거리, f는 전체 초점거리이다.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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