KR101864867B1 - 프레넬 면을 포함한 광학계 - Google Patents

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KR101864867B1
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Abstract

광학계가 개시된다.
개시된 광학계는, 피조명측으로부터 조명측까지 광축을 따라 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고, 상기 복수 개의 렌즈는 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 복수 개의 렌즈는 아베수가 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함한다.

Description

프레넬 면을 포함한 광학계{Optical system having Fresnel surface}
예시적인 실시예는 광학계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레넬 면을 포함하여 전체 두께를 감소시키고, 색수차를 감소시킨 광학계에 관한 것이다.
조명 광학계는 일상 생활에서 다양한 용도와 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 조명등(illumination lamp)을 위한 광학계에 사용되거나, 자동차에 사용되는 전조등이나 미등을 위한 광학계에 사용되는 등 다양하게 사용될 수 있다. 사용되는 용도에 따라 광학계의 특성이 달라질 수 있다.
일반적으로 자동차에는 전방 및 후방에 각종 조명 장치가 장착되어 자동차의 안전 및 운전의 편의를 제공하고 있는데, 이러한 조명 장치로는 전조등, 후미등, 방향 지시등 등이 있다. 최근 자동차의 조명 장치의 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 많이 사용된다. 이러한 조명 장치의 광원에서 나온 빛을 보다 효율적으로 배광하면서 제조 단가를 낮출 수 있도록 광학계의 렌즈를 구성하는 것이 필요할 수 있다. 그리고, 안전 운전을 위해 색수차와 같은 수차 문제를 감소시키는 것이 필요하다.
예시적인 실시예는 프레넬 면을 포함하여 전체 두께를 감소시킨 광학계를 제공한다.
예시적인 실시예는 아베수가 서로 다른 재질을 포함하는 렌즈를 포함하여 색수차를 감소시킨 광학계를 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 광학계는,
피조명측으로부터 조명측까지 광축을 따라 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고,
상기 복수 개의 렌즈는 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고,
상기 복수 개의 렌즈는 아베수가 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함한다.
상기 프레넬 면은 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 복수 개의 프레넬 존을 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112015128975686-pat00001
Fj는 상기 복수 개의 렌즈 각각의 j번째 프레넬 존의 합성 초점 거리를, fij는 i번째 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타내며, Vi는 i번째 렌즈의 아베수를 나타낸다.
상기 프레넬 면은 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 복수 개의 프레넬 존을 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112015128975686-pat00002
여기서, fja는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 큰 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를, fjb는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 작은 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다.
상기 광학계는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112015128975686-pat00003
여기서, di , center는 i번째 렌즈의 중심 두께를, di , edge는 i번째 렌즈의 가장 자리 두께를 나타내고, n은 렌즈 매수를 나타낸다.
상기 복수 개의 렌즈 중 적어도 하나가 평면을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 렌즈의 출사면이 평면을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈 중 조명측에 가장 가까운 렌즈의 입사면이 평면을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 제1렌즈의 입사면이 프레넬 면을 포함하고, 상기 제1렌즈의 출사면이 평면 또는 곡면을 포함하고, 상기 제1렌즈에 이웃하는 제2렌즈의 출사면이 프레넬 면을 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈의 조명측에 제3렌즈가 더 구비되고, 상기 제3렌즈의 출사면이 프레넬 면을 포함할 수 있다.
상기 제1렌즈의 프레넬 면과 제3렌즈의 프레넬 면이 대칭 형상을 가질 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈가 각각 적어도 하나의 프레넬 면을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈가 플라스틱으로 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 렌즈와, 상기 렌즈에 이웃하는 렌즈의 마주보는 면이 각각 프레넬 면을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계는 프레넬 면을 포함한 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 광학계의 전체 두께를 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 광학계는 서로 다른 아베수를 가지는 재질로 된 렌즈를 포함하여 색수차를 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 광학계는 렌즈의 일 면을 평면으로 구성하여 렌즈 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또는, 예시적인 실시예에 따른 광학계는 렌즈의 일 면을 곡면으로 구성하여 렌즈 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 제1 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 광학계에 포함된 프레넬 면을 가진 렌즈의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 렌즈의 평면도를 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
도 5는 제2 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
도 7은 제3 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
도 9는 제4 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 광학계와 일반 렌즈로 이루어진 광학계를 비교하여 나타낸 것이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 광학계에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 광학계는 피조명측(IL)으로부터 조명측(LS)으로 광축(OX)을 따라 배열된 복수 개의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수 개의 렌즈 중 적어도 하나가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 또는, 복수 개의 렌즈 중 적어도 두 매의 렌즈가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 렌즈가 아베수가 서로 다른 소재를 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 광학계는 피조명측(IL)으로부터 조명측(LS)으로 배열된 복수 개의 렌즈, 예를 들어, 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 및 제3렌즈(L3)를 포함할 수 있다. 조명측(LS)은 예를 들어 광을 공급하는 광원이 있는 방향을 나타낼 수 있다. 피조명측(IL)은 광이 광학계를 거쳐 조명되는 방향을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 각 렌즈는 조명측(LS)으로부터 광이 입사되는 입사면과 피조명측(IL)으로 광이 출사되는 출사면을 가질 수 있다. 제1렌즈(L1)의 출사면(S1)과 입사면(S2) 중 적어도 하나가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)의 입사면(S2)이 프레넬 면을 포함할 수 있다. 제2렌즈(L2)가 출사면(S3)과 입사면(S4) 중 적어도 하나가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈(L2)의 출사면(S3)이 프레넬 면을 포함할 수 있다. 제3렌즈(L3)가 출사면(S5)과 입사면(S6) 중 적어도 하나가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(L3)의 출사면(S5)이 프레넬 면을 포함할 수 있다.
도 2는 프레넬 면을 포함한 제1렌즈(L1)의 일 예를 도시한 것이다. 도 3은 도 2에 도시된 제1렌즈(L1)의 평면도를 도시한 것이다. 프레넬 면은 예를 들어, 복수 개의 프레넬 존을 포함할 수 있다. 프레넬 존은 불연속적으로 구획된 영역일 수 있다. 프레넬 면은 예를 들어, 톱니 모양의 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 렌즈와, 상기 렌즈에 이웃하는 렌즈의 마주보는 면이 각각 프레넬 면을 포함할 수 있다.
복수 개의 프레넬 존은 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어, 동심원 형상을 가질 수 있다. 하지만, 프레넬 존의 형상은 여기에 한정되는 것은 아니고, 편심된 타원 형상을 가지는 등 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
프레넬 면은 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 복수 개의 프레넬 존을 포함할 수 있다. 프레넬 면은 예를 들어, 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 제1 프레넬 존(S21), 제2 프레넬 존(S22), 제3 프레넬 존(S23), 제4 프레넬 존(S24), 제5 프레넬 존(S25)을 포함할 수 있다. 프레넬 존의 개수는 여기에 한정되는 것은 아니고, 각 프레넬 존이 회절이 발생되지 않는 범위 내에서 다양하게 구성될 수 있다. 즉, 프레넬 존은 회절 광학 소자(DOE; Diffraction Optical Element)로서 동작하지 않도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계의 적어도 두 매의 렌즈가 프레넬 면을 포함할 수 있다. 그럼으로써, 각 프레넬 면의 프레넬 존에서 출발한 광선이 평행광이 될 수 있다. 그리고, 각 프레넬 면의 프레넬 존마다 초점 거리를 맞출 수 있다.
예를 들어, 광학계의 초점 면에 LED나 램프와 같은 조명 광원을 배치하면, 조명 광원으로부터 출사된 광은 광학계를 거쳐 평행 광으로 될 수 있으며, 이를 이용해서 본 실시예에 따른 광학계를 예를 들어, 자동차 전조등, 안개등 등과 같은 조명계에 적용할 수 있다.
한편, 복수 개의 렌즈 중 적어도 하나가 평면을 포함할 수 있다. 렌즈의 일 면을 평면으로 구성하여 렌즈 제조 공정을 단순화함으로써 광학계의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 렌즈의 일 면을 평면으로 구성하는 경우, 필요에 따라 광학계에 기구물을 장착할 때 기구물의 결합을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 제1렌즈(L1)의 출사면(S1)이 평면을 포함할 수 있다. 또한, 제3렌즈(L3)의 입사면(S6)이 평면을 포함할 수 있다. 하지만, 렌즈의 형상은 여기에 한정되는 것은 아니고 평면과 곡면 중 적절하게 선택하여 변형할 수 있다. 렌즈의 일 면이 곡면인 경우, 그 곡면은 구면 또는 비구면을 가질 수 있다.곡면이 구면으로 이루어질 경우, 비구면으로 이루어진 경우에 비해 렌즈 가공이 용이하여 제품 양산성을 높일 수 있다.
또한, 복수 개의 렌즈는 아베수가 서로 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 아베수가 서로 다른 재질을 이용하여 광학계의 색수차를 보정할 수 있다. 본 실시예에 따른 광학계를 조명계에 적용하는 경우, 아베수가 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 이용하여 조명 테두리에 색번짐과 같은 색수차 발생을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 제1렌즈(L1)와 제3렌즈(L3)가 아베수가 같은 재질로 형성되고, 제2렌즈(L2)가 아베수가 다른 재질로 형성될 수 있다. 복수 개의 렌즈는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)와 제3렌즈(L3)의 아베수가 제2렌즈(L2)의 아베수보다 상대적으로 클 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)와 제3렌즈(L3)가 크라운(crown) 재질로 형성되고, 제2렌즈(L2)가 플린트(flint) 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)와 제3렌즈(L3)가 50보다 큰 아베수를 가지고, 제2렌즈(L2)가 50보다 작은 아베수를 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112015128975686-pat00004
(식 1)
여기서, Fj는 상기 복수 개의 렌즈 각각의 j번째 프레넬 존의 합성 초점 거리를, fij는 i번째 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타내며, Vi는 i번째 렌즈의 아베수를 나타낸다. 그리고, n은 렌즈의 총 매수, 첨자 i는 렌즈 순서, 첨자 j는 광학계의 프레넬 면의 각 프레넬 존을 의미한다.
식 1을 만족할 때, 광학계가 색 수차를 감소시킬 수 있다. 식 1은 가시 광에 대해 허용 착란원을 에어리 디스크(Airy disc)로 가정하여 구한 값이다. 에어리 디스크(Airy disc)의 반경은 예를 들어, 1.22λ(F/No)로 계산되며, λ는 가시 광의 중심 파장인 550nm, F/No는 2.0을 가정하여 구할 수 있다. 이때, 허용 착란원 p는 에어리 디스크(Airy disc)의 직경이 되며, 약 0.002684nm이다. 허용 착란원 p가 구해지면, 광학계의 포커스 깊이(DOF; Depth of Focus)는 2p(F/No)로 계산되며, 그 값은 약 0.0107nm (대략 0.011nm)일 수 있다. 만약, 종색수차의 절대값이 포커스 깊이(DOF)보다 작으면, 종색수차가 회절 한계 이내이므로 종색수차가 충분히 보정되었다고 볼 수 있다. 식 1의 절대값 안의 값이 종색수차 보정 조건이며, 종색수차 보정 조건에 광학계의 초점거리를 곱한 값이 포커스 깊이(DOF) 이내의 값을 가지면 사람의 눈으로는 종색수차가 구분될 수 없다. 따라서, 광학계가 식 1을 만족할 때, 사람이 색수차를 느낄 수 없는 정도로 색수차가 보정될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112015128975686-pat00005
(식 2)
여기서, fja는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 큰 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를, fjb는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 작은 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다.
예시적인 실시예에 따른 광학계가 식 2를 만족할 때, 색수차가 보정될 수 있다. 각 프레넬 면에서의 초점 거리 비율은 렌즈의 소재에 의존할 수 있다. 소재가 다른 두 렌즈의 각 프레넬 면의 초점거리 비율이 식 2를 만족할 때, 색수차가 양호하게 보정될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계의 렌즈는 플라스틱 렌즈로 구성될 수 있다. 렌즈를 플라스틱 렌즈로 제작하는 경우 제작이 용이하고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광학계는 적어도 하나의 프레넬 렌즈를 포함하여 광학계의 전체 두께를 줄여 광학계를 소형화할 수 있다. 도 11은 예시적인 실시예에 따라 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 광학계(a)와, 프레넬 면을 포함하지 않고 일반 렌즈를 포함하는 광학계(b)를 비교하여 나타낸 것이다. 예를 들어, (a)와 (b)가 동일한 초점 거리를 가질 때, 적어도 하나의 프레넬 면을 포함한 (a) 광학계의 두께가 (b) 광학계보다 상대적으로 작음을 알 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 광학계는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112015128975686-pat00006
(식 3)
여기서, di , center는 i번째 렌즈의 중심 두께를, di , edge는 i번째 렌즈의 가장 자리 두께를 나타내고, n은 렌즈 매수를 나타낸다. 렌즈의 가장 자리 두께는 렌즈의 유효경의 가장 바깥 쪽의 두께를 나타낸다. 일반적으로 광학계의 전체 초점거리가 (+)인 경우, 볼록 렌즈의 굴절능이 커져 중심 두께를 가장 자리(edge) 두께로 나눈 값은 1보다 큰 값을 갖는다. 하지만, 프레넬 렌즈(frensnel lens)를 사용하는 경우 가장 자리 두께와 중심 두께 차이를 감소시킬 수 있다. 광학계가 식 (3)을 만족할 때, 프레넬 면을 가지는 렌즈의 가장 자리 두께와 중심 두께의 차이를 최소화하면서도 광학계 전체 굴절능을 원하는 값을 가지게 만들 수 있다. 그러므로, 프레넬 면을 이용하여 광학계의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
한편, 다양한 실시예에 따른 광학계에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
비구면 형상은 광축 방향을 x축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D,..는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure 112015128975686-pat00007
(식 4)
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 수치 실시예를 통해 광학계를 구현할 수 있다.
각 수치 실시예에서 렌즈면 번호(S1,S2,S3..Sn; n은 자연수)는 피조명측(IL)으로부 조명측(LS)으로 순차적으로 일렬로 부친다. 그리고, *는 비구면을, f는 광학계의 초점 거리를, F/No는 F 넘버를, HFOV는 반화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 공기 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 나타낸다. ST는 조리개를, inf는 무한대를 나타낸다.
<제1 수치 실시예>
도 1은 제1 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이며, 다음은 제1 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제1수치 실시예에 따른 광학계는 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 및 제3렌즈(L3)를 포함할 수 있다.
프레넬 렌즈면에 대해서는 복수 개의 프레넬 존이 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로의 순서대로 각 데이터가 기재된다.
f=250mm, F/2.0, HFOV=0.1°
렌즈면 R Dn Nd Vd
IL inf. inf.
S1 inf. 19.000
14.941
12.078
10.374
9.809		 1.5247 56.24
S2* -138.232
-136.504
-135.283
-134.554
-134.312		 2.000
2.164
2.285
2.360
2.385
S3* -143.786
-141.893
-140.545
-139.738
-139.468		 0.000
3.895
6.637
8.266
8.806		 1.6071 26.63
S4 -971.805 -8.691
-4.633
-1.770
-0.066
0.500
S5* 138.232
136.504
135.283
134.554
134.312		 18.191
14.133
11.270
9.566
9.000		 1.5247 56.24
S6 inf. 236.661
LS inf. 0.1174
제1렌즈(L1)는 입사면(S2)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈의 입사면(S2)은 예를 들어, 5개의 프레넬 존으로 구획된 프레넬 형상을 가질 수 있다. 하지만, 프레넬 형상이 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상과 다양한 개수로 변형 가능하다. 각 프레넬 존 별로 곡률과 두께가 다를 수 있다. 프레넬 존의 두께는 가장 두꺼운 두께를 나타낼 수 있다. 제2렌즈(L2)는 출사면(S3)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3)는 출사면(S5)이 프레넬 면을 포함할 수 있다. 제3렌즈(L3)의 출사면(S5)은 제1렌즈(L1)의 입사면(S2)과 같은 형상을 가질 수 있다. 즉, 제3렌즈(L3)의 출사면(S5)은 제1렌즈(L1)의 입사면(S2)과 대칭 형상을 가질 수 있다. 한편, 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2)의 마주보는 면이 각각 프레넬 면을 포함할 수 있다.
제1렌즈(L1)의 출사면(S1)과 제3렌즈(L3)의 입사면(S6) 중 적어도 하나가 평면일 수 있다. 도 1에서는 제1렌즈(L1)의 출사면(S1)과 제3렌즈(L3)의 입사면(S6)이 각각 평면인 예를 도시하였다.
다음은 제1 수치 실시예의 비구면 데이터를 나타낸다. 프레넬 면의 비구면 계수는 렌즈의 가장 바깥 쪽에 있는 프레넬 존의 비구면 계수부터 렌즈의 중심 축에 있는 프레넬 존의 비구면 계수의 순서로 기재되며, 이하 각 수치 실시예별로 동일한 방식으로 기재된다.
비구면 계수
S2 S3 S5
K -0.518892
-0.573743
-0.680401
-0.974287
-2.542440		 -1.0 -0.518892
-0.573743
-0.680401
-0.974287
-2.542440
A -2.433131e-8
-2.075713e-8
-1.200010e-8
1.432168e-8
1.574376e-7
B -5.556347e-13
-5.335961e-13
-4.998263e-13
-7.411716e-13
-1.732193e-11
C 5.832132e-19
1.267082e-17
7.391075e-17
5.837164e-16
6.926982e-14
D -2.601808e-21
-4.928794e-21
-2.328145e-20
-3.449436e-19
-1.740003e-16
E
도 4는 제1 수치 실시예에 따른 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다. 구면 수차는, 예를 들면, 파장이 C-line(656.27NM, nanometer), d-line(587.56(NM)), F-line(486.13(NM))인 광에 대해 각각 나타낸다. C-line과 F-line에 대한 구면 수차 가 일치하고 있으며, 이는 색수차가 양호가게 보정되었음을 나타낸다. 이하, 수차 그래프에 대한 설명은 다른 수치 실시예에서도 이와 동일하게 적용될 수 있다.
<제2 수치 실시예>
도 5는 제2 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이며, 다음은 제2 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제2수치 실시예에 따른 광학계는 제1렌즈(L10), 제2렌즈(L20), 및 제3렌즈(L30)를 포함할 수 있다.
f=200mm, F/1.6, HFOV=0.1°
렌즈면 R Dn Nd Vd
IL inf. inf.
S1 inf. 21.000
16.941
14.078
12.374
11.809		 1.5247 56.24
S2* -110.749
-108.991
-107.747
-107.005
-106.758		 2.000
2.164
2.285
2.360
2.385
S3* -112.272
-110.418
-109.094
-108.300
-108.035		 -5.000
-1.105
1.637
3.266
3.806		 1.6071 26.63
S4 -650.852 -8.691
-4.633
-1.770
-0.066
0.500
S5* 110.749
108.991
107.747
107.005
106.758		 20.191
16.133
13.270
11.566
11.000		 1.5247 56.24
S6 inf. 185.005
LS inf. 0.0911
제1렌즈(L10)는 입사면(S2)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L10)의 입사면(S2)은 예를 들어, 5개의 프레넬 존을 포함할 수 있다. 각 존 별로 곡률과 두께가 다를 수 있다. 제2렌즈(L20)는 출사면(S3)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(L30)는 출사면(S5)이 프레넬 면을 포함할 수 있다. 제3렌즈(L30)의 출사면(S5)은 제1렌즈(L10)의 입사면(S2)과 같은 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L10)의 출사면(S1)과 제3렌즈(L30)의 입사면(S6) 중 적어도 하나가 평면일 수 있다.
다음은 제2 수치 실시예의 비구면 데이터를 나타낸다.
비구면 계수
S2 S3 S5
K -0.434631
-0.493348
-0.570926
-0.760177
-1.743219		 -1.0 -0.434631
-0.493348
-0.570926
-0.760177
-1.743219
A -5.932733e-08
-5.300872e-08
-4.156260e-08
-8.307617e-09
1.716908e-07
B -2.187103e-12
-1.925330e-12
-1.923773e-12
-2.949531e-12
-3.736615e-11
C 6.779043e-07
2.614606e-17
2.736132e-16
3.169880e-15
1.932797e-13
D 2.859864e-20
-2.480056e-20
-9.663803e-20
-1.894380e-18
-4.506076e-16
도 6은 제2 수치 실시예에 따른 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
<제3 수치 실시예>
도 7은 제3 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이며, 다음은 제3 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제3수치 실시예에 따른 광학계는 제1렌즈(L110) 및 제2렌즈(L120)를 포함할 수 있다.
f=500mm, F/4.0, HFOV=0.1°
렌즈면 R Dn Nd Vd
IL inf. inf.
S1 inf. 19.000
14.941
12.078
10.374
9.809		 1.5247 56.24
S2* -134.121
-131.975
-130.481
-129.600
-129.309		 8.000
8.164
8.286
8.360
8.385
S3* -93.744
-92.529
-91.676
-91.170
-91.002		 0.000
3.895
6.637
8.266
8.806		 1.6071 26.63
S4 -134.844 484.351
LS inf. 0.2437
제1렌즈(L110)는 입사면(S2)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L110)의 입사면(S2)은 예를 들어, 5개의 프레넬 존을 포함할 수 있다. 각 존 별로 곡률과 두께가 다를 수 있다. 제2렌즈(L120)는 출사면(S3)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L110)와 제2렌즈(L120)의 서로 마주보는 면이 각각 프레넬 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)의 출사면(S1)이 평면일 수 있다.
다음은 제3 수치 실시예의 비구면 데이터를 나타낸다.
비구면 계수
S2 S3
K -1.057185
-0.997480
-1.041434
-1.288224
-2.622845		 -1.0
A -4.996724e-08
-5.419329e-08
-5.259490e-08
-3.896125e-08
3.787724e-08
B -9.168575e-13
-9.289205e-13
-1.086690e-12
-1.971614e-12
-1.830300e-11
C -2.628433e-17
-1.932122e-17
4.928042e-17
9.777694e-16
7.305250e-14
D -4.848310e-21
-5.917437e-21
-2.749720e-20
-6.085546e-19
-1.743435e-16
도 8은 제3 수치 실시예에 따른 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
<제4 수치 실시예>
도 9는 제4 수치 실시예에 따른 광학계를 도시한 것이며, 다음은 제4수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제4수치 실시예에 따른 광학계는 제1렌즈(L210), 제2렌즈(L220), 및 제3렌즈(L230)을 포함할 수 있다.
f=250mm, F/2.0, HFOV=0.1°
렌즈면 R Dn Nd Vd
IL inf. inf.
S1 353.852 21.000
16.941
14.078
12.374
11.809		 1.4918 57.45
S2* -170.98
-168.897
-167.405
-166.508
-166.209		 2.200
2.364
2.485
2.560
2.585
S3* -145.993
-144.256
-142.99
-142.22
-141.962		 -2.500
1.395
4.137
5.766
6.306		 1.5855 29.91
S4 1355.391 -6.000
-1.941
0.922
2.626
3.191
S5 170.98
168.897
167.405
166.508
166.209		 21.000
16.941
14.078
12.374
11.809		 1.4918 57.45
S6 -353.852 233.258
LS inf 0.070
제1렌즈(L210)는 입사면(S2)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L10)의 입사면(S2)은 예를 들어, 5개의 프레넬 존을 포함할 수 있다. 각 존 별로 곡률과 두께가 다를 수 있다. 제2렌즈(L20)는 출사면(S3)이 프레넬 면으로 되어 있고, 회전 대칭형의 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(L30)는 출사면(S5)이 프레넬 면을 포함할 수 있다. 제3렌즈(L230)의 출사면(S5)은 제1렌즈(L210)의 입사면(S2)과 같은 형상을 가질 수 있다. 즉, 제3렌즈(L230)의 출사면(S5)의 프레넬 형상은 제1렌즈(L210)의 입사면(S2)의 프레넬 형상과 대칭을 이룰 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1렌즈(L210)의 출사면(S1)과 제3렌즈(L230)의 입사면(S6) 중 적어도 하나가 곡면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L210)의 출사면(S1)과 제3렌즈(L230)의 입사면(S6)을 곡면으로 제작하여 외관 디자인에 대한 만족도도 함께 향상할 수 있다.
다음은 제4 수치 실시예의 비구면 데이터를 나타낸다.
비구면 계수
S2 S3 S5
K -1.4309
-1.4283
-1.5287
-1.9186
-4.1385		 -1.0 -1.4309
-1.4283
-1.5287
-1.9186
-4.1385
A 1.1062e-008
1.1277e-008
1.6105e-008
3.4409e-008
1.3808e-007
B --5.7026e-013
-5.9756e-013
-7.6600e-013
-1.4943e-012
-1.0782e-011
C 2.0056e-017
2.5173e-017
4.0293e-017
4.7239e-017
9.0873e-016
D -5.7863e-022
-1.4667e-021
-5.2279e-021
5.1439e-021
-5.5613e-022
도 10은 제4 수치 실시예에 따른 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이다.
다음은 본 발명의 각 수치 실시예가 식 1, 2를 만족함을 보인 것이다. 각 표에서 초점 거리는 d-line에서의 값이다.
표 9는 제1 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제1 프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다. fij(i,j는 자연수)에서 i는 i번째 렌즈를 나타내고, j는 프레넬 면의 j번째 프레넬 존을 나타내는 것으로, fij는 i번째 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다. 예를 들어, f11은 제1렌즈의 프레넬 면의 제1 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다. 이하에서, Fj는 렌즈들의 j번째 프레넬 존에 대응되는 영역에서의 합성 초점 거리를 나타낸다. Vi는 i번째 렌즈의 아베수를 나타낸다. fja는 렌즈 중 가장 큰 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를, fjb는 렌즈 중 가장 작은 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다.
제1프레넬 존
F 1 250.000
f 11 263.449
f 21 -277.967
f 31 263.449
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 1a 263.449
f 1b -277.967
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00008
 2.9417e-005
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00009
 -0.94776875
다음은 제1 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제2프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제2프레넬 존
F 2 247.496
f 12 260.157
f 22 -274.169
f 32 260.157
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 2a 260.157
f 2b -274.169
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00010
 6.9666e-005
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00011
 -0.94889326
다음은 제1 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제3프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제3프레넬 존
F 3 245.727
f 13 257.828396
f 23 -271.462084
f 33 257.828396
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 3a 257.828396
f 3b -271.462084
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00012
 1.2167e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00013
 -0.94977683
다음은 제1 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제4프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제4프레넬 존
F 4 244.674
f 14 256.439
f 24 -269.840
f 34 256.439
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 4a 256.439
f 4b -269.840
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00014
 1.2167e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00015
 -0.95033902
다음은 제1 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제5프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제5프레넬 존
F 5 244.324
f 15 255.978
f 25 -269.299
f 35 255.978
V1 56.240
V2 5 26.628
V3 56.240
f 4a 255.978
f 4b -269.299
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00016
 1.2866e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00017
 -0.95053269
다음은 제1 수치 실시예에 따른 광학계가 식 3을 만족함을 보인 것이다.
제1수치 실시예
d i , center 27.615
d i , edge 20.174
식 (3)
Figure 112015128975686-pat00018
 1.369
다음은 제2수치 실시예에 관한 것이다.
표 15는 제2 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제1프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제1프레넬 존
F 1 200.000
f 11 211.070
f 21 -222.702
f 31 211.070
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 1a 211.070
f 1b -222.702
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00019
 2.9474e-005
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00020
 -0.94777155
표 16은 제2 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제2프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제2프레넬 존
F 2 197.457
f 1 ,2 207.721
f 2 ,2 -218.868
f 3 ,2 207.721
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 2a 207.721
f 2b -218.868
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00021
 7.5910e-005
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00022
 -0.94906970
표 17은 제2 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제3프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제3프레넬 존
F 3 195.659
f 1 ,3 205.350
f 2 ,3 -216.130
f 3 ,3 205.350
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 3a 205.350
f 3b -216.130
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00023
 1.1382e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00024
 -0.95012428
표 18은 제2 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제4프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제4프레넬 존
F 4 194.587
f 14 203.935
f 24 -214.486
f 34 203.935
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 4a 203.935
f 4b -214.486
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00025
 1.3851e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00026
 -0.95080881
표 19는 제2 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제5프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제5프레넬 존
F 5 194.230
f 15 203.464
f 25 -213.938
f 35 203.464
V1 56.240
V2 26.628
V3 56.240
f 4a 203.464
f 4b -213.938
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00027
 1.4707e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00028
 -0.95104573
다음은 제2 수치 실시예에 따른 광학계가 식 3을 만족함을 보인 것이다.
제2수치 실시예
d i , center 26.615
d i , edge 14.578
식 (3)
Figure 112015128975686-pat00029
 1.825
다음은 제3수치 실시예에 관한 것이다.
표 21은 제3 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제1프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제1프레넬 존
F 1 500.000
f 11 255.615
f 21 -506.609
V1 56.240
V2 26.628
f 1a 255.615
f 1b -506.609
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00030
 2.2838e-003
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00031
 -0.50456074
표 22는 제3 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제2프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제2프레넬 존
F 2 497.641
f 12 251.525
f 22 -503.173
V1 56.240
V2 26.628
f 2a 251.525
f 2b -503.173
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00032
 1.9620e-003
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00033
 -0.49987754
표 23은 제3 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제3프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제3프레넬 존
F 3 496.001
f 13 248.678
f 23 -500.774
V1 56.240
V2 26.628
f 3a 248.678
f 3b -500.774
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00034
 1.7315e-003
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00035
 -0.49658745
표 24는 제3 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제4프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제4프레넬 존
F 4 495.034
f 14 246.998
f 24 -499.356
V1 56.240
V2 26.628
f 4a 246.998
f 4b -499.356
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00036
 1.5928e-003
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00037
 -0.49463315
표 25는 제3 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제5프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제5프레넬 존
F 5 494.714
f 15 246.443
f 25 -498.888
V1 56.240
V2 26.628
f 5a 246.443
f 5b -498.888
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00038
 1.5464e-003
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00039
 -0.49398479
다음은 제3 수치 실시예에 따른 광학계가 식 3을 만족함을 보인 것이다.
제3수치 실시예
d i , center 18.614
d i , edge 10.463
식 (3)
Figure 112015128975686-pat00040
 1.779
다음은 제4수치 실시예에 관한 것이다.
표 24는 제4 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제1프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제1프레넬 존
F 1 250.002
f 11 237.127
f 21 -225.251
f 31 237.127
V1 57.457
V2 29.910
V3 57.457
f 1a 237.127
f 1b -225.251
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00041
 4.0867e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00042
 -1.05272271
표 28은 제4 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제2프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제2프레넬 존
F 2 247.453
f 12 234.577
f 22 -222.616
f 32 234.577
V1 57.457
V2 29.910
V3 57.457
f 2 , crown 234.577
f 2 , flint -222.616
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00043
 4.4448e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00044
 -1.05373147
표 29는 제4 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제3프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제3프레넬 존
F 3 245.644
f 13 232.753
f 23 -220.699
f 33 232.753
V1 57.457
V2 29.910
V3 57.457
f 3a 232.753
f 3b -220.699
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00045
 4.7584e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00046
 -1.05461413
표 30은 제4 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제4프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제4프레넬 존
F 4 244.563
f 14 231.656
f 24 -219.535
f 34 231.656
V1 57.457
V2 29.910
V3 57.457
f 4a 231.656
f 4b -219.535
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00047
 4.9708e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00048
 -1.05521165
표 31은 제4 수치 실시예에 따른 광학계에 구비된 프레넬 면의 제5프레넬 존에 대응되는 영역에 관한 것이다.
제5프레넬 존
F 5 244.204
f 15 231.291
f 25 -219.146
f 35 231.291
V1 57.457
V2 29.910
V3 57.457
f 4a 231.291
f 4b -219.146
식 (1)
Figure 112015128975686-pat00049
 5.0452e-004
식 (2)
Figure 112015128975686-pat00050
 -1.05542093
다음은 제4 수치 실시예에 따른 광학계가 식 3을 만족함을 보인 것이다.
제4수치 실시예
d i , center 29.923
d i , edge 20.676
식 (3)
Figure 112015128975686-pat00051
 1.447
예시적인 실시예에 따른 광학계는 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 렌즈를 포함하여 광학계의 두께를 감소시키고, 색수차도 양호하게 보정할 수 있다. 그리고, 광학계는 조명 광원으로부터 조사된 광을 평행광으로 만들어 조명할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 광학계는 자동차의 전조등이나 미등, 안개등 등에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
L1,L10,L110,L210:제1렌즈
L2,L20,L120,L220:제2렌즈
L3,L30,L230:제3렌즈
LS:조명측
IL:피조명측

Claims (13)

  1. 피조명측으로부터 조명측까지 광축을 따라 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수 개의 렌즈는 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수 개의 렌즈는 아베수가 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함하고,
    상기 프레넬 면은 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 복수 개의 프레넬 존을 포함하고, 다음 식을 만족하는 광학계.
    <식>
    Figure 112017107475523-pat00066

    Fj는 상기 복수 개의 렌즈 각각의 j번째 프레넬 존의 합성 초점 거리를, fij는 i번째 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타내며, Vi는 i번째 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 피조명측으로부터 조명측까지 광축을 따라 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수 개의 렌즈는 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고,
    상기 복수 개의 렌즈는 아베수가 다른 재질을 포함하는 적어도 두 매의 렌즈를 포함하고,
    상기 프레넬 면은 렌즈의 가장 바깥 쪽에서부터 중심 축 방향으로 복수 개의 프레넬 존을 포함하고, 다음 식을 만족하는 광학계.
    <식>
    Figure 112017107475523-pat00053

    여기서, fja는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 큰 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를, fjb는 상기 복수 개의 렌즈 중 가장 작은 아베수를 가지는 렌즈의 j번째 프레넬 존의 초점 거리를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 광학계.
    <식>
    Figure 112017107475523-pat00054

    여기서, di,center는 상기 복수 개의 렌즈 중 i번째 렌즈의 중심 두께를, di,edge는 i번째 렌즈의 가장 자리 두께를 나타내고, n은 렌즈 매수를 나타낸다.
  5. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈 중 적어도 하나가 평면을 포함하는 광학계.
  6. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 렌즈의 출사면이 평면을 포함하는 광학계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈 중 조명측에 가장 가까운 렌즈의 입사면이 평면을 포함하는 광학계.
  8. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 제1렌즈의 입사면이 프레넬 면을 포함하고, 상기 제1렌즈의 출사면이 평면 또는 곡면을 포함하고, 상기 제1렌즈에 이웃하는 제2렌즈의 출사면이 프레넬 면을 포함하는 광학계.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2렌즈의 조명측에 제3렌즈가 더 구비되고, 상기 제3렌즈의 출사면이 프레넬 면을 포함하는 광학계.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1렌즈의 프레넬 면과 제3렌즈의 프레넬 면이 대칭 형상을 가지는 광학계.
  11. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈가 각각 적어도 하나의 프레넬 면을 포함하는 광학계.
  12. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈가 플라스틱으로 형성된 광학계.
  13. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 렌즈 중 피조명측에 가장 가까운 렌즈와, 상기 렌즈에 이웃하는 렌즈의 마주보는 면이 각각 프레넬 면을 포함하는 광학계.
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