KR101896399B1 - 소형 광각 렌즈 시스템 - Google Patents

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KR101896399B1
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주식회사 세코닉스
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Abstract

본 발명은 총 6매의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열되고, 제1렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록 또는 오목한 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 물체면 방향으로 평면 또는 볼록하고, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 물체면 방향으로 오목 또는 볼록하며, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지며, 제6렌즈는 물체면 방향으로 오목하며, 상면 방향으로 볼록한 부의 굴절능을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은, 조리개의 위치를 설정하고, 각 렌즈들의 굴절능, 재질 및 형태 등을 적절히 설계, 분배하여 소형 경량 그리고 광각이면서, 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도, 고성능화를 도모한 소형 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

소형 광각 렌즈 시스템{Small photographing wide angle lens system}
본 발명은 총 6매의 렌즈로 구성된 광각 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 특히 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 분배 및 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 소형 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 광각에 대한 요구가 점차 커지고 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 camera mobile phone)이 크게 각광 받고 있으며, 고성능화의 요구에 따라 고화소 촬상 소자를 가지는 카메라 모듈에 대한 연구가 더욱 활발한 실정이다.
최근에는, 드론, 액션캠, 헤드마운티드 디스플레이, 헤드업 디스플레이 등 다양한 분야에 소형 카메라 모듈이 사용되고 있으며, 이에 의해 고해상력, 소형화가 더욱 요구되고 있는 추세이다.
이러한 고화질, 고성능, 소형화의 기능을 구현하기 위해 최근에는 카메라의 렌즈를 글라스보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 렌즈 시스템을 구성하고 있다.
또한, 이러한 렌즈 시스템은 소형 전기전자 제품에 사용되며, 소형화가 진행될수록 내부 소자에서 발생되는 열에 의해 영향을 받을 가능성이 높으며, 온도가 높아질수록 렌즈의 굴절능의 변화가 심해지고, 이로 인해 렌즈가 설계된 대로 화상이 투영되지 못해 최종적으로 왜곡된 상이 결상되게 된다.
일반적으로, 20℃의 실온에서는 원하는 유효 초점거리가 얻어질 수 있지만, 온도가 증가함에 따라 각각의 렌즈에서의 유효 초점거리가 변화하게 되는데, 특히 제품의 사용시간이 증가할수록 내부 온도가 증가하게 되며, 이에 의해 유효 초점거리가 변화하여 원하는 화질이 구현되지 못하는 문제가 발생하게 된다.
종래의 기술들은 이러한 소형 카메라 시스템의 조리개(stop)를 기준으로 하여 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈의 유효 초점거리의 편차와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈의 유효 초점거리의 편차가 모두 정 또는 양의 방향으로 편향되게 설계되어 있어, 영상의 왜곡이 심하며, 고해상도, 고성능, 소형화의 실현이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 총 6매의 렌즈로 구성되고, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 분배 및 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있도록 설계된 소형 광각 렌즈 시스템의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열되고, 제1렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록 또는 오목한 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 물체면 방향으로 평면 또는 볼록하고, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 물체면 방향으로 오목 또는 볼록하며, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지며, 제6렌즈는 물체면 방향으로 오목하며, 상면 방향으로 볼록한 부의 굴절능을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 0.55<f2'/f1'<1.1(여기에서, f1'는 1군렌즈의 유효 초점거리 f1의 절대값, f2'는 2군렌즈의 유효 초점거리 f2의 절대값을 나타낸다)를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, f2/F>2.1(여기에서, f2는 제2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 0.7<t1/t2<1.4(여기에서, t1은 제1렌즈의 물체면에서 조리개까지의 거리, t2는 조리개에서 상면까지의 거리를 나타낸다)을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, E2/T2<3.0(여기에서, E2는 제2렌즈의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께(엣지 두께), T2는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나 또는 둘 이상은 적어도 한 면 이상의 비구면을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나는 재료가 다르게 형성되며, 특히 상기 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은, 총 6매의 렌즈로 구성되며, 조리개의 위치를 설정하고, 각 렌즈들의 굴절능, 재질 및 형태 등을 적절히 설계, 분배하여 소형 경량 그리고 광각이면서, 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도, 고성능화를 도모한 소형 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 조리개를 중심으로 1군렌즈 및 2군렌즈의 굴절능을 적절히 분배하고, 글라스 또는 플라스틱으로 1군렌즈 및 2군렌즈의 재질을 각 설정하고, 각 렌즈 및 1군렌즈와 2군렌즈들의 각각의 유효 초점거리 등을 적절히 설계하여, 고온 등의 사용 환경에서도 온도 보상관계가 유효하게 성립할 수 있도록 하여, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 소형 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 - 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 도.
본 발명은 총 6매의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 조리개, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것이다.
또한, 조리개의 위치를 설정하고, 렌즈의 굴절능, 재질 및 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하며, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 소형 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 도이다.
본 발명은 소형 광각 렌즈 시스템에 관한 것으로서,조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열되고, 제1렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록 또는 오목한 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 물체면 방향으로 평면 또는 볼록하고, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 물체면 방향으로 오목 또는 볼록하며, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지며, 제6렌즈는 물체면 방향으로 오목하며, 상면 방향으로 볼록한 부의 굴절능을 가지는 것을 특징으로 한다.
이는 렌즈 시스템을 이루는 각 렌즈가 양과 음의 굴절능이 고르게 분포하도록 하여, 고화소 렌즈 시스템에 적합한 고성능의 구현이 가능하도록 한 것이다.
특히, 조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 1군렌즈를 구성하며, 조리개를 기준으로 상면 방향으로 위치한 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 2군렌즈를 구성하고 있다.
여기에서, 1군렌즈인 제1렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로는 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 물체면 방향으로 오목하고 상면 방향으로는 오목한 부의 굴절능을 가지며, 제3렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록 또는 오목한 정의 굴절능을 가지도록 형성되어, 렌즈의 형태 및 굴절능을 적절히 분배하여 소형 렌즈 시스템을 구축하도록 하였으며, 왜곡이 보정되도록 하면서도 화각이 80도 이상에서도 고해상도로 성능이 유지되면서 광각을 유도할 수 있도록 한 것이다.
그리고, 2군렌즈인 제4렌즈는 물체면 방향으로 평면 또는 볼록하고, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 물체면 방향으로 오목 또는 볼록하며, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지며, 제6렌즈는 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 볼록한 부의 굴절능을 가지도록 하여, 조리개를 통과한 광선이 상면에 도달하도록 형성되며, 렌즈의 형태 및 굴절능을 적절히 분배하여 설계함으로써, 렌즈 시스템의 소형화, 고해상도 및 광각을 도모하도록 하였으며, 제6렌즈의 형태 및 굴절능을 적절히 설계하여 주광선의 각도를 줄일 수 있도록 하였으며, 이에 의해 각종 수차의 보정이 용이하며, 심도가 깊으면서 왜곡이 보정되도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 0.55<f2'/f1'<1.1(여기에서, f1'는 1군렌즈의 유효 초점거리 f1의 절대값, f2'는 2군렌즈의 유효 초점거리 f2의 절대값을 나타낸다)를 만족하는 것을 특징으로 한다.
즉, 1군렌즈의 유효 초점거리에 대한 2군렌즈의 유효 초점거리를 설정하여, 각 유효 초점거리에 대한 절대값의 비가 유사하면 할수록 렌즈 시스템의 소형화가 구현되게 된다.
그리고, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, f2/F>2.1(여기에서, f2는 제2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리에 대한 2군렌즈의 유효 초점거리를 설정한 것으로서, 2군렌즈의 초점거리에 비해 전체 렌즈 시스템의 초점거리는 짧게 형성함으로써, 소형화 및 광각의 설계에 유리하도록 한 것이다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 0.7<t1/t2<1.4(여기에서, t1은 제1렌즈의 물체면에서 조리개까지의 거리, t2는 조리개에서 상면까지의 거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는 조리개에서 상면까지의 길이가 제1렌즈의 물체면에서 조리개까지의 길이와 큰 차이가 없으며, t1과 t2의 길이가 같을수록 렌즈 시스템의 왜곡을 보정할 수 있다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, E2/T2<3.0(여기에서, E2는 제2렌즈의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께(엣지 두께), T2는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는, 제2렌즈의 엣지 및 중심에서의 두께를 규정한 것으로서, 사출 성형시 민감도를 저감 또는 균등화시켜 공차 완화를 유도할 수 있도록 하여, 성능 재현성이 우수한 장점이 있다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나 또는 둘 이상은 적어도 한 면은 비구면을 가지는 것을 특징으로 한다.
이는, 본 발명을 구성하는 소형 광각 렌즈 시스템의 각 렌즈들 중 하나 또는 둘 이상은 구면수차를 보정하고자 각 렌즈들은 적어도 한 면은 비구면으로 형성되도록 한다.
또한, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른 것을 특징으로 하며, 특히, 상기 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 글라스 또는 플라스틱 재질을 적절히 섞어서 렌즈 시스템을 구성하여 색수차를 보정할 수 있도록 하였고, 각 렌즈들은 길이를 줄이는데 유리한 높은 굴절률을 갖는 재료로 선정하며, 색수차 보정에 유리하도록 아베수(abbe number)가 차이가 나는 재료를 사용한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈의 굴절능, 재질 및 형태 등의 조건은 수차를 최소화하고 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도, 고성능화를 도모하고, 소형 경량이면서 광각이 유도되도록 하는 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 물체(object)로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 조리개(STO), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 1 및 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학계를 구성하는 렌즈들의 재질, 굴절능(power) 및 형태를 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
L1 -(글라스)
L2 -(플라스틱)
L3 +(플라스틱)
STO
L4 + (글라스) + (글라스)
L5 +(플라스틱)
L6 - (플라스틱)
제1실시예 제2실시예
물체면 상면 물체면 상면
L1 ( ( ( (
L2 ) ( ) (
L3 ( ) ( (
L4 | ) | )
L5 ( ) ( )
L6 ) ) ) )
조리개(STO)를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈는 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3)로 배열되며, 조리개(STO)를 기준으로 상면 방향으로 위치한 2군렌즈는 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5) 및 제6렌즈(L6)로 배열된다.
표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 제1실시예의 렌즈 시스템은 다음과 같은 재질, 굴절능(power) 및 형태를 가진다.
제1렌즈(L1)는 부의 굴절능을 가지면서, 글라스 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목하게 형성된 것이다.
그리고, 제2렌즈(L2)는 부의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목하게 형성된 것이다.
그리고, 제3렌즈(L3)는 정의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 제4렌즈(L4)는 정의 굴절능을 가지면서, 글라스 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 평면으로 형성되고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 제5렌즈(L5)는 정의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 제6렌즈(L6)는 부의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 제2실시예의 렌즈 시스템은 다음과 같은 재질, 굴절능(power) 및 형태를 가진다.
제1렌즈(L1)는 부의 굴절능을 가지면서, 글라스 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목하게 형성된 것이다.
그리고, 제2렌즈(L2)는 부의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목하게 형성된 것이다.
그리고, 제3렌즈(L3)는 정의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목하게 형성된 것이다.
그리고, 제4렌즈(L4)는 정의 굴절능을 가지면서, 글라스 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 평면으로 형성되고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 제5렌즈(L5)는 정의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
그리고, 제6렌즈(L6)는 부의 굴절능을 가지면서, 플라스틱 재질로 형성되며, 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 볼록하게 형성된 것이다.
제1실시예와 제2실시예의 차이는 제4렌즈(L4)의 재질이 서로 다르며, 제3렌즈(L3)의 상면 방향에서의 렌즈면의 형상이 차이가 있다.
다음 표 3은 상기의 제1실시예 및 제2실시예의 렌즈 시스템의 전체 유효 초점거리와 굴절능의 크기를 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
전체 유효 초점거리(F) 1.581 1.109
L1 -6.536 -4.692
L2 -3.302 -3.813
L3 4.628 6.455
L4 4.977 4.013
L5 2.388 2.899
L6 -4.149 -6.729
다음 표 4는 제1실시예 및 제2실시예에 대해, 각 렌즈의 유효초점거리/전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리와, 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리/각 렌즈의 유효 초점거리를 나타낸 것이다.
각 렌즈의 유효초점거리/전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리/각 렌즈의 유효 초점거리
제1실시예 제2실시예 제1실시예 제2실시예
-0.24 -0.24 -4.13 -4.23
-0.48 -0.29 -2.09 -3.44
0.34 0.17 2.93 5.82
0.32 0.28 3.15 3.62
0.66 0.38 1.51 2.61
-0.38 -0.16 -2.62 -6.07
다음 표 5는 제1실시예 및 제2실시예에서, 1군렌즈(제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3))의 유효 초점거리(f1)와 2군렌즈(제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6))의 유효 초점거리(f2)를 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
1군렌즈(f1) -5.4798 -2.612
STO
2군렌즈(f2) 3.413 2.602
표 5에 나타낸 바와 같이, 제1실시예 및 제2실시예는 1군렌즈의 유효 초점거리(f1)는 음의 값을 갖고, 2군렌즈의 유효 초점거리(f2)는 양의 값을 가지므로, 온도에 대한 보상관계가 성립하여, 전체 유효 초점거리의 변화량이 줄어들어 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 다음 표 6은 1군렌즈의 유효 초점거리(f1)와 2군렌즈의 유효 초점거리(f2)에 대해 f2/f1, f1/f2, f2'/f1', f1'/f2'의 값을 나타낸 것이다. 여기에서, f1'는 1군렌즈의 유효 초점거리 f1의 절대값, f2'는 2군렌즈의 유효 초점거리 f2의 절대값을 나타낸다.
제1실시예 제2실시예
f2/f1 -0.622833 -0.9961715
f1/f2 -1.6055669 -1.0038432
f2'/f1' 0.62283295 0.99617152
f1'/f2' 1.60556695 1.0038432
그리고, 전체 렌즈 시스템의 초점거리를 F라고 할때, 2군렌즈의 유효 초점거리 f2에 대해 f2/F의 값은 제1실시예에서는 2.15876의 값을 가지며, 제2실시예에서는 2.346258의 값을 갖는다.
다음 표 7은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예의 렌즈 시스템에 있어서, 온도에 민감한 플라스틱 재질 렌즈에 대한 유효 초점거리를 나타낸 것으로서, 1군렌즈에서는 제2렌즈(L2) 및 제3렌즈(L3)의 유효 초점거리, 2군렌즈에서는 제5렌즈(L5) 및 제6렌즈(L6)의 유효 초점거리를 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
1군렌즈에서 플라스틱 렌즈(L2+L3) -26.625 -9.252
2군렌즈에서 플라스틱 렌즈(L5+L6) 7.111 5.4999
표 7에 나타난 바와 같이, 제1실시예 및 제2실시예는 조리개를 중심으로 플라스틱 렌즈의 유효 초점거리의 부호가 달라 온도에 따른 보상관계가 성립함을 확인할 수 있었다.
그러나, 유효 초점거리의 차이가 다소 나타나 온도 보상관계가 다소 부족하나, 각 렌즈의 형태, 재질 및 굴절능 등을 통하여 보완하여 온도에 대한 영향이 최소화되도록 하였다.
다음 표 8은 제1렌즈(L1)의 물체면에서 조리개(STO)까지의 거리(t1)와 조리개(STO)에서 상면까지의 거리(t2), 그리고 전체 렌즈 시스템의 거리(ttl)을 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
t1 8.22756 9.3047
STO
t2 8.27245 6.695
ttl 16.50001 15.9997
제1실시예는 조리개에서 상면까지의 길이가 제1렌즈(L1)의 물체면에서 조리개까지의 길이와 큰 차이가 없으며, t1과 t2의 길이가 비슷할수록 렌즈 시스템의 왜곡 보정을 유도할 수 있다.
다음 표 9는 제2렌즈(L2)의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께 즉 엣지에서의 두께(E2)와 제2렌즈(L2)의 중심 두께(T2), 그리고 E2/T2를 나타낸 것이다.
제1실시예 제2실시예
T2 0.6 0.8
E2 1.761 2.136
E2/T2 2.935 2.67
이는, 제2렌즈(L2)의 엣지 및 중심에서의 두께를 특정한 범위 내로 한정하여, 사출 성형시 민감도를 저감 또는 균등화시켜 공차 완화를 유도할 수 있도록 하여, 성능 재현성이 우수하도록 하였다.
이와 같이, 본 발명은 총 6매의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되는 것이다.
여기에서, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열된 렌즈 시스템을 제공하고 있다.
본 발명에서는 이러한 렌즈 시스템을 구성하는 각 렌즈들의 굴절능을 적절히 분배하고, 글라스 및 플라스틱으로 구성된 재질을 각각 설정하고 및 물체면 및 상면으로의 오목 또는 볼록 등의 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량 그리고 광각이면서, 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도, 고성능화를 도모하도록 한 것이다.
또한, 조리개의 위치를 설정하고, 이를 중심으로 1군렌즈 및 2군렌즈의 굴절능을 적절히 분배하고, 글라스 또는 플라스틱으로 1군렌즈 및 2군렌즈의 재질을 각 설정하였으며, 각 렌즈 및 1군렌즈와 2군렌즈들의 각각의 유효 초점거리 등을 적절히 설계하여, 고온 등의 사용 환경에서도 온도 보상관계가 유효하게 성립할 수 있도록 하여, 온도 변화에도 안정적인 화상을 제공할 수 있는 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
L1 : 제1렌즈 L2 : 제2렌즈
L3 : 제3렌즈 L4 : 제4렌즈
L5 : 제5렌즈 L6 : 제6렌즈
STO : 조리개

Claims (8)

  1. 조리개를 기준으로 물체면 방향으로 위치한 1군렌즈와 상면 방향으로 위치한 2군렌즈로 구성되며, 상기 1군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈로 배열되며, 상기 2군렌즈는 광축을 따라 물체면 방향으로부터 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈로 배열되고,
    제1렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제2렌즈는 물체면 방향으로 오목하고, 상면 방향으로 오목한 부의 굴절능을 가지고, 제3렌즈는 물체면 방향으로 볼록하고, 상면 방향으로 볼록 또는 오목한 정의 굴절능을 가지고, 제4렌즈는 물체면 방향으로 평면 또는 볼록하고, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지고, 제5렌즈는 물체면 방향으로 오목 또는 볼록하며, 상면 방향으로 볼록한 정의 굴절능을 가지며, 제6렌즈는 물체면 방향으로 오목하며, 상면 방향으로 볼록한 부의 굴절능을 가지며,
    0.55<f2'/f1'<1.1(여기에서, f1'는 1군렌즈의 유효 초점거리 f1의 절대값, f2'는 2군렌즈의 유효 초점거리 f2의 절대값을 나타낸다)를 만족하며,
    f2/F>2.1(여기에서, f2는 제2군렌즈의 유효 초점거리, F는 전체 렌즈 시스템의 유효 초점거리를 나타낸다)을 만족하고,
    상기 제1군렌즈의 유효 초점거리는 음의 값을 갖고, 상기 제2군렌즈의 유효 초점거리는 양의 값을 가지면서, 상기 제1군렌즈 중 플라스틱 렌즈인 제2렌즈 및 제3렌즈의 유효 초점거리와, 상기 제2군렌즈 중 플라스틱 렌즈인 제5렌즈 및 제6렌즈의 유효 초점거리는 서로 부호가 다른 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은,
    0.7<t1/t2<1.4(여기에서, t1은 제1렌즈의 물체면에서 조리개까지의 거리, t2는 조리개에서 상면까지의 거리를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은,
    E2/T2<3.0(여기에서, E2는 제2렌즈의 최외곽 광선이 입사되는 부분의 두께(엣지 두께), T2는 제2렌즈의 중심 두께를 나타낸다)을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나 또는 둘 이상은 적어도 한 면은 비구면을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 소형 광각 렌즈 시스템은,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈 중 어느 하나는 재료가 다른 것을 특징으로 하는 소형 광각 렌즈 시스템.
  8. 삭제
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