KR102063899B1 - 촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치 - Google Patents

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KR102063899B1
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Abstract

촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 촬영 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 배치된 것으로, 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제1렌즈; 상면측이 볼록하고 정 또는 부의 굴절력을 가진 제2렌즈; 부의 굴절력을 가진 제3렌즈; 정 또는 부의 굴절력을 가진 제4렌즈; 상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제5렌즈; 및 상측면이 광축 근방에서 오목한 형상을 가지고 부의 굴절력을 가진 제6렌즈;를 포함한다.

Description

촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치{Photographing lens and photographing apparatus}
본 발명의 실시예는 소형이고 밝은 촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 관한 것이다.
CCD(Charge ?oupled Devices)형 이미징 센서 혹은 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미징 센서 등의 고체 촬상 소자를 이용한 촬영 장치가 많이 사용되고 있다. 이러한 촬영 장치에는 디지털 스틸 카메라, 비디오 카메라, 교환렌즈 카메라 등이 있다. 또한, 고체 촬상 소자를 이용한 촬영 장치는 소형화에 적합하므로 최근에는 휴대 전화를 비롯한 소형의 정보 단말기 등에도 적용되고 있다. 사용자들은 고해상력, 광각화 등과 같은 고성능에 대한 요구를 가지고 있다. 또한, 카메라에 대한 소비자의 전문성이 지속적으로 높아져 가고 있다. 또한, 밝은 렌즈이면서 아웃 포커싱과 같은 성능을 구현할 수 있는 촬영 렌즈에 대한 수요도 높아지고 있다.
예를 들어, 모바일 폰 카메라용 렌즈는 이미징 센서 가격 절감 및 소형화에 따라 1/5" ~ 1/3" 센서를 주로 사용하고 있으며, 시장에서 사용되고 있는 메인 렌즈의 일반적인 이미징 센서는 1/4", 1/3" 크기를 가진다.
고체 촬상 소자를 사용하는 광학계에 있어서 소형 이미징 센서를 사용하는 경우 초점거리가 짧으므로 깊은 피사계 심도를 가진다. 이것은 풍경사진과 같은 이미지를 촬영할 때는 유리하나　인물 사진에는 적합하지 않다.
따라서 아웃포커스(배경흐림효과)와 같은 인물사진에 보다 효과적인 사진을 찍기 위해서는 대형 이미징 센서와 낮은 F넘버를 가진 밝은 렌즈가 필요하다.　
본 발명의 실시예는 소형이고, 밝은 촬영 렌즈를 제공한다.
본 발명의 실시예는 소형이고, 밝은 촬영 렌즈를 포함하는 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 촬영 장치는, 물체측으로부터 순서대로 배치된 것으로,
물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제1렌즈;
상면측이 볼록하고 정 또는 부의 굴절력을 가진 제2렌즈;
부의 굴절력을 가진 제3렌즈;
정 또는 부의 굴절력을 가진 제4렌즈;
상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제5렌즈; 및
상측면이 광축 근방에서 오목한 형상을 가지고 부의 굴절력을 가진 제6렌즈;를 포함한다.
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
20 <V1-V3< 45
여기서, V1은 제1렌즈의 아베수, V3은 제3렌즈의 아베수이다.　　
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
　0.2＜｜R11+R22｜／｜R11－R22｜＜2.5
　여기서, R11은 제1렌즈의 물체측면의 곡률반경을, R22는 제2렌즈의 상측면의 곡률반경을 나타낸다.　
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.7　<　f/f12　<　1.9　
여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f12는 제1렌즈와 제2렌즈의 합성 초점거리를 나타낸다.
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.9 <　TL/f <　2.0
여기서, TL은 제1렌즈의 물체측 면의 정점부터 상면까지의 광축 상의 거리를, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를 나타낸다.　
상기 제3렌즈는 양오목 렌즈 또는 상측면이 오목한 매니스커스 렌즈일 수 있다.
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
　　　　<식>
　　　　0.3 <　｜f/f3｜ <　1.5
여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f3은 제3렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
상기 제4렌즈의 물체측면은 오목하거나 볼록할 수 있다.
상기 제5렌즈는 상측면이 볼록한 매니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
　<식>
1.0 <　f/f5　<　3.0　　　　　
　여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f5는 제5렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
상기 제6렌즈는 상측면이 광축 부근에서 오목하고 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지는 비구면 렌즈일 수 있다.　
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
　<식>
1.58 <N3　<1.68
여기서, N3은 제3렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
1.51 <N5　<1.56 　
1.51 <N6　<1.56 　 　　
여기서, N5는 제5렌즈의 d-line에 대한 굴절률을, N6은 제6렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.　　　　
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Yimg/Tanθ >6.0mm 　
여기서, Yimg 는 상면에서의 최대 상고 높이를, Tanθ는 최대 상고 높이에서의 반화각을 나타낸다.　
상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 조리개가 구비되거나 상기 제1렌즈의 물체측에 조리개가 구비될 수 있다. 　
상기 제3렌즈 내지 제6렌즈는 모두 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
상기 제1렌즈 내지 제6렌즈 전체를 움직여 손떨림 보정을 할 수 있다.
상기 촬영렌즈는 1.7-2.8 범위의 F 넘버를 가질 수 있다.
상기 제3렌즈는 양면이 비구면일 수 있다.
상기 제4렌즈는 적어도 한 면이 비구면일 수 있다.
상기 제5렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는 촬영 렌즈 및 상기 촬영 렌즈가 형성하는 광학 상을 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미징 센서를 포함하고, 상기 촬영 렌즈는,
물체측으로부터 순서대로 배치된 것으로,
물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제1렌즈;
상면측이 볼록하고 정 또는 부의 굴절력을 가진 제2렌즈;
부의 굴절력을 가진 제3렌즈;
정 또는 부의 굴절력을 가진 제4렌즈;
상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제5렌즈; 및
상측면이 광축 근방에서 오목한 형상을 가지고 부의 굴절력을 가진 제6렌즈;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 소형이고, 밝은 렌즈이고, 대형 이미징 센서에 적합한 광학 성능을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예는 밝은 렌즈를 구현시 발생하는 수차를 효과적으로 제어하여 고화질 확보가 가능하고, 소형이면서 비용 절감이 가능한 촬영 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 제6실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 제6실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 19는 본 발명의 제7실시예에 따른 촬영 렌즈를 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명의 제7실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 종방향 수차도를 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 제7실시예에 따른 촬영 렌즈에서의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 4, 도 7, 도 10, 도 13, 도 16, 및 도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이다.
촬영 렌즈는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈(10), 정 또는 부의 굴절력을 가진 제2렌즈(20), 부의 굴절력을 가진 제3렌즈(30), 정 또는 부의 굴절력을 가진 제4렌즈(40), 정의 굴절력을 가진 제5렌즈(50), 부의 굴절력을 가진 제6렌즈(60)를 포함한다. 조리개(ST)가 제1렌즈(10)와 제2렌즈(20) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 조리개(ST)가 제1렌즈(10)의 물체측(O)에 배치될 수 있다.
　본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 제1렌즈(10)와 제2렌즈(20)가 대략 대칭형의 형상을 가짐으로써 디센터에 따른 민감도를 저감시킬 수 있다. 제1렌즈의 물체측면과 제2렌즈의 상측면이 대칭형일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈(10)는 물체측면(Object side surface)이 볼록하고, 제2렌즈(20)는 상측면(image side surface)이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 　제1렌즈와 제2렌즈의 상기와 같은 형상은 대구경화에 따라 증가된 구면 수차를 감소시킬 수 있다.
상기 제1렌즈와 제2렌즈는 비구면 글라스 몰드 소재로 형성될 수 있다. 하지만, 플라스틱으로 형성하는 것도 가능하다. 상기 조리개(ST)는 광학 전장의 축소를 위해 제1렌즈(10)의 물체측(O)에 위치할 수 있다.(실시예 7 참조)
제3렌즈(30)는 상측면이 광축 근방에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 광축 근방에서 오목한 형상을 갖지만, 주변부에서는 평면에 가까운 형상이나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(30)는 예를 들어, 양오목 렌즈 또는 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 상기 제3렌즈(30)는 고분산 소재로 형성되어 대형 이미징 센서를 적용시 길어진 초점 거리와 비례적으로 증가되는 종색수차와 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 그리고, 축상 색수차(종색수차)를 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 제3렌즈(30)는 양면이 비구면일 수 있다.
제4렌즈(40)는 고분산 소재로 형성되어 잔류된 종색수차와 배율색수차를 보정하고, 비축상의 코마수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 상기 제4렌즈(40)는 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 상기 제4렌즈(40)의 물체측면은 오목하거나 볼록할 수 있다.
제5렌즈(50)는 상측면이 볼록한 형상을 갖도록 형성함으로써, 수차 보정 및 텔레센트릭 특성에 도움이 될 수 있다. 상기 제5렌즈(50)는 비구면 렌즈일 수 있다.
제6렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지고 있어 후초점거리(Back focal length) 확보에 유리하다. 상기 제6렌즈(60)는 광축 근방에서 상측면이 오목한 형상을 가지고 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 여기서, 변곡점은 굴절력의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낸다. 상기 제6렌즈(60)의 상측면은 중심에서 주변부로 갈수록 상측으로 볼록한 형상을 가지도록 함으로써 화각마다 제1렌즈에서 제5렌즈까지에 잔류된 상면만곡 수차 및 왜곡수차를 보정하고, 상면(image plane)(img)에 입사하는 주광선(chief ray)의 입사각도를 조정함으로써 색 쉐이딩(shading)을 방지할 수 있다. 여기서, 상면은 예를 들어, 이미징 센서면일 수 있다.
제1 및 제2 렌즈(10)(20)는 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(30) 내지 제6렌즈(30)는 모두 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
20 <V1-V3< 45 <식 1>
여기서, V1은 제1렌즈의 아베수, V3은 제3렌즈의 아베수이다.　　
식 1은 촬영 렌즈 전체의 색수차를 양호하게 보정하기 위한 식이다. 색수차는 축상에서는 종색수차, 비축상에서는 배율색수차를 나타낸다. 대형 이미징 센서의 적용에 따라 증가된 초점거리와 비례적으로 색수차(특히 축상의 종색수차)도 증가하며, 식 1을 만족함으로써 이러한 색수차를 저감시킬 수 있다. 식 1의 범위에서, (V1-V3)이 하한으로 갈수록 색수차 보정에 유리하며, 상한으로 갈수록 저렴하고 구하기 쉬운 광학 소재로 렌즈를 구성할 수 있다.
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.2＜｜R11+R22｜／｜R11－R22｜＜2.5 <식 2>
여기서, R11은 제1렌즈의 물체측면의 곡률반경을, R22는 제2렌즈의 상측면의 곡률반경을 나타낸다.　
식 2는 제1렌즈의 물체측면과 제2렌즈의 상측면의 형상을 한정한다. (｜R11+R22｜／｜R11－R22｜)이 식 2의 하한치 이하 값을 가지면, 제2렌즈의 상측면의 굴절력이 강해져서 제1렌즈와 제2렌즈의 굴절력 밸런스를 얻는 것이 어렵다. 또한, 대구경에 따른 구면수차와 비축상의 코마수차의 보정이 어렵게 된다. (｜R11+R22｜／｜R11－R22｜)이 식 2의 상한치를 넘으면 제2렌즈의 상측면의 굴절력이 약해지게 되므로 제1렌즈와 제2렌즈의 굴절력 밸런스를 유지하기 위해 고굴절의 소재가 필요하게 된다. 하지만, 고굴절 소재는 비용이 비싸고 고굴절 소재의 선택 범위도 좁기 때문에 렌즈 가공에 어려움이 따른다.
　상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.7　<　f/f12　<　1.9　 <식 3>
여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f12는 제1렌즈와 제2렌즈의 합성 초점거리를 나타낸다.
식 3은 제1렌즈와 제2렌즈의 굴절력을 한정한 것으로, 제1렌즈와 제2렌즈의 합성 굴절력은 정의 굴절력을 가질 수 있다. (f/f12)이 식 3의 하한치 이하의 값을 가지면, 제1렌즈와 제2렌즈의 굴절력이 작아져 전체 촬영 렌즈의 종색수차가 증가되며, 상한치 이상의 값이 되면 굴절력이 너무 커지게 되어 구면수차가 증가함에 따라, 수차보정이 어려워진다.
상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.9 <　TL/f <　2.0 <식 4>
여기서, TL은 제1렌즈의 물체측 면의 정점부터 상면까지의 광축 상의 거리를, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를 나타낸다.　여기서, TL은 제6렌즈와 이미징 센서(img) 사이에 배치되는 필터나 커버 글라스에 대해 공기 환산된 거리를 포함한다. 예를 들어, 제6렌즈와 이미징 센서 사이에 두께 d의 커버 글라스가 배치될 때, 커버 글라스에 대한 공기 환산된 거리(Δd)는 다음과 같다.
Δd=(1-1/n) X d <식 5>
여기서, n은 커버 글라스의 굴절률을, d는 커버 글라스의 두께를 나타낸다.
식 4를 만족함으로써 촬영 렌즈를 소형화시킬 수 있다. (TL/f)이 식 4의 상한치 이상이 되면 축상 수차, 비축상 수차 보정은 효과적으로 될 수 있으나 광학 전장길이 증가로 소형화가 어려워진다. (TL/f)이 식 4의 하한치 이하가 되면 렌즈의 두께가 작아져 사출렌즈의 성형이 어려워지고, 민감도가 증가되어 생산성이 떨어질 수 있다. 　
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.3 <　｜f/f3｜ <　1.5 <식 6>
여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f3은 제3렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
｜f/f3｜ 이 식 6의 범위를 벗어나면 부의 굴절력이 너무 약해지거나 강해지므로 수차 보정이 어려워질 수 있다. ｜f/f3｜ 이 식 6을 만족함으로써 페츠발합(Petzval-sum)과 상면만곡 수차 보정이 양호하게 될 수 있다.
상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
1.0 <　f/f5　<　3.0 <식 7>　　　　　
여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f5는 제5렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
(f/f5)이 식 7의 하한치 이하의 값을 가지면, 제5렌즈의 굴절력이 너무 약해지기 때문에 상면만곡 및 왜곡수차를 보정하기 어려워진다. (f/f5)이 상한치 이상의 값을 가지면, 제5렌즈의 굴절력이 너무 강해지기 때문에 제5렌즈의 상측면에서의 광의 출사각도가 작아지고, 이미징 센서에 입사하는 각도가 너무 커질 수 있다. 따라서, 이미징 센서에 입사하는 광이 유효 결상 면을 오버하는 양이 많아지게 된다. 또한, 구면수차와 상면만곡이 과잉 발생될 수 있다.
　한편, 제6렌즈의 상측면이 광축 근방에서는 오목한 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제6렌즈의 상측면이 광축 중심에서 주변으로 갈수록 볼록한 형상을 갖는 갈매기 형상을 가질 수 있다. 그럼으로써, 제1렌즈부터 제5렌즈까지 발생된 상면 만곡 수차를 보정하며 광선을 결상시키고 상면을 균일하게 펴 줄 수 있다. 그리고, 이미징 센서에 입사하는 각도(주광선이 상면에 　입사하는 각도 : Chief Ray Angle)를 제어할 수 있다. 전체 촬영 렌즈와 이미징 센서 사이의 주광선 각도(CRA)를 매칭시킴으로써, 색 쉐이딩(shading) 현상을 방지할 수 있다.
　상기 제3렌즈(30)는 다음 식을 만족할 수 있다.
1.58 <N3　<1.68 <식 8>
여기서, N3은 제3렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.
상기 제5렌즈(50)와 제6렌즈(60)는 다음 식을 만족할 수 있다.
1.51 <N5　<1.56 　
1.51 <N6　<1.56 　 　　 <식 9>
여기서, N5는 제5렌즈의 d-line에 대한 굴절률을, N6은 제6렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.　　　　
식 8과 식 9를 만족함으로써 렌즈의 제조 단가를 낮출 수 있고 경량화할 수 있고, 용이하게 렌즈 가공을 할 수 있다.
　상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
Yimg/Tanθ >6.0mm <식 10> 　
여기서, Yimg 는 상면에서의 최대 상고 높이를, Tanθ는 최대 상고 높이에서의 반화각을 나타낸다.　
식 10은 최대 상고높이(image height)와 반화각의 비를 나타낸 것으로, 식 10을 만족함으로써 대형 이미징 센서를 채용할 수 있다. 최대 상고 높이는 이미징 센서의 대각선 길이의 1/2 크기를 가질 수 있다. 대형 이미징 센서는 예를 들어, 1/1.7"의 사이즈를 가질 수 있다. 이와 같이 대형 이미징 센서를 채용함으로써 고화질을 구현할 수 있고, 소형 이미징 센서에서는 구현하기 힘든 아웃포커스(배경 흐림 효과)와 같은 효과를 가지고 사진 촬영을 할 수 있다. 　
본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 제1 내지 제6 렌즈 전체를 이동하여 손떨림 보정을 할 수 있다. 식 10을 만족함으로써 손떨림 보정 각도에 따른 스트로크(Stroke) 이동량을 포함한 상고 높이를 가질 수 있다.
또한, 오토 포커싱(Auto-Focus)은 제1 내지 제6 렌즈 모두를 조출하는 방식으로 실행될 수 있다. VCM(Voice Coil Motor)이나 피에조(Piezo)와 같은 AF 모터를 이용하여 전체 렌즈를 이동시킴으로써 원거리에서 접사(Macro) 범위까지 포커싱이 가능하다.
상기 촬영 렌즈는 1.7-2.8 범위의 F 넘버를 가질 수 있다. 그럼으로써, 대형 이미징 센서의 고감도와 함께 밝은 렌즈를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 얕은 피사계 심도를 가짐으로써 아웃포커스(배경흐림 효과)와 같은 효과를 가질 수 있다. 　　
한편, 본 발명의 실시예에 따른 촬상 렌즈에 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, d는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure 112013062228176-pat00001
<식 11>
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 촬상 렌즈를 구현한다. 이하에서, 전체 초점거리는 mm 단위를 사용하며, 화각은 degree의 단위를 사용하며, *는 비구면을 나타낸다. 　그리고, 파장과 관련하여서는 C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm이다.
각 실시예를 도시한 도면에서 가장 상측(I)에는 적어도 하나의 필터(70)가 구비될 수 있다. 필터(70)는 예를 들어, Lowpass Filter, IR-Cut Filter, 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 필터 없이 촬상 렌즈를 구성하는 것도 가능하다. 각 실시예에서 렌즈면 번호(i)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순차적으로 일렬로 부쳐진다.
　<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 이하에서 최대 상고는 모두 동일하게 Y=4.9mm 이다.
제1 실시예에서,　제1 내지 제6렌즈의 굴절력은 정.정.부.정.정.부이고, 조리개는 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 위치한다.
　F넘버는 F/1.88, 반화각은 33.73°, 광학 전장 길이는 9.60mm, 전체초점거리(f) 는 7.28mm이다.
　　(여기서, 파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
　
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.579 1.182 1.531 55.75
3* -257.005 0.040 　 　
4(ST) infinity 0.007 　 　
5 infinity 0.033 　 　
6* 512.123 1.000 1.531 55.75
7* -18.705 0.186 　 　
8* -18.937 0.450 1.633 23.36
9* 7.032 0.264 　 　
10* 8.879 0.778 1.633 23.36
11* 11.078 0.542 　 　
12* -24.499 1.758 1.531 55.75
13* -1.664 0.202 　 　
14 infinity 0.000 　 　
15* -15.381 1.000 1.531 55.75
16* 1.749 0.558 　 　
17 infinity 0.500 1.517 64.20
18 infinity 1.09 　 　
img infinity 0.010 　 　
　
위 표에서　*는 비구면을 나타내며, img는 상면(또는 이미징 센서)를 나타내며, 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E,F)의 값은 하기와 같다.
렌즈면 K A B C D E
2 0.0000E+00 -6.1278E-04 -1.5982E-04 -7.7128E-05 2.2450E-05 -4.8753E-06
3 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
6 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
7 0.0000E+00 -7.7204E-03 -3.2185E-03 4.8381E-04 -1.2022E-05 　
8 0.0000E+00 -6.7565E-03 -3.6546E-03 3.9967E-04 2.3469E-05 6.3768E-06
9 0.0000E+00 6.3430E-03 -2.0212E-03 7.6024E-04 -2.0097E-04 2.5248E-05
10 0.0000E+00 -2.0939E-03 -7.4096E-06 -1.1555E-05 -7.0384E-06 1.2354E-07
11 0.0000E+00 -4.4975E-03 -3.1120E-04 -5.6572E-05 -7.3479E-06 　
12 0.0000E+00 5.5360E-04 -3.5033E-03 6.4474E-04 -8.0283E-05 　
13 -4.8889E+00 -2.9802E-02 8.6816E-03 -1.9996E-03 2.5765E-04 -1.2165E-05
15 0.0000E+00 -2.0052E-02 2.4790E-03 -4.6585E-05 -6.3522E-06 2.6544E-07
16 -6.8214E+00 -1.1479E-02 1.3131E-03 -9.6030E-05 3.4654E-06 -4.9424E-08
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 3은 제1실시예에 따른 촬상 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
　
<제2 실시예>
도 4는 제2 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
제2 실시예에서, 제1 내지 제6렌즈의 굴절력은 정.부.부.정.정.부이고, 　조리개(ST)는 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 위치한다.
　　　F넘버는 F/1.88, 반화각은 34.62°, 광학 전장길이는 9.50mm, 전체초점거리(f) 는 7.05mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.924 1.250 1.544 56.11
3(ST)* -17.486 0.051 　 　
4* -24.693 1.000 1.544 56.11
5* -30.602 0.179 　 　
6* -30.154 0.550 1.633 23.36
7* 8.914 0.243 　 　
8* 14.148 0.450 1.633 23.36
9* 19.029 0.557 　 　
10* -14.842 1.773 1.531 55.75
11* -1.709 0.240 　 　
12 infinity 0.000 　 　
13* -32.796 1.000 1.531 55.75
14* 1.738 0.587 　 　
15 infinity 0.5 1.5168 64.2
16 infinity 1.123 　 　
img infinity 0.000 　 　
　다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E)를 나타낸다. 　
렌즈면 K A B C D E
2 0.0000E+00 -1.5025E-03 1.7397E-05 -1.5317E-04 2.4137E-05 -3.3705E-06
3 0.0000E+00 5.0291E-03 -3.0996E-03 5.1871E-04 1.2510E-05 　
4 0.0000E+00 5.8489E-03 -3.2885E-03 6.1901E-04 -2.0863E-05 　
5 0.0000E+00 -1.3233E-02 -4.5757E-03 5.2981E-04 5.5199E-05 　
6 0.0000E+00 -1.9553E-02 -4.9596E-03 5.4317E-04 2.4835E-04 -2.0332E-05
7 0.0000E+00 -5.7165E-03 -2.7449E-03 7.4888E-04 -1.9317E-04 2.0657E-05
8 0.0000E+00 -2.6527E-03 -5.6983E-04 -1.3519E-04 -9.8588E-06 　
9 0.0000E+00 -2.8733E-03 -4.2185E-04 4.1870E-05 8.2509E-06 　
10 0.0000E+00 2.6778E-04 -3.6475E-03 5.3376E-04 -5.7697E-05 　
11 -4.7741E+00 -2.6787E-02 7.4944E-03 -1.6587E-03 2.0469E-04 -8.7673E-06
13 0.0000E+00 -1.9639E-02 2.1915E-03 -3.2538E-05 -5.3195E-06 2.1054E-07
14 -6.4092E+00 -1.0718E-02 1.1186E-03 -7.8396E-05 2.7667E-06 -3.9145E-08
　도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 6은 제2실시예에 따른 촬영 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
<제3 실시예>
도 7은 제3 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
제3실시예에서, 제1 내지 제6렌즈의 굴절력은 정.정.부.정.정.부이고, 조리개는 제1렌즈의 상측면에 위치한다. 　　F넘버는 F/2.08, 반화각은 33.83°, 광학 전장길이는 9.50mm, 전체초점거리(f) 는 7.31mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.736 1.224 1.531 55.75
3(ST)* -18.365 0.040 　 　
4* -45.176 1.000 1.531 55.75
5* -19.628 0.268 　 　
6* -7.520 0.550 1.633 23.36
7* 49.573 0.177 　 　
8* 42.687 0.509 1.633 23.36
9 57.313 0.542 　 　
10* -14.358 1.834 1.531 55.75
11* -1.713 0.296 　 　
12 infinity 0.000 　 　
13* -8.708 0.946 1.531 55.75
14* 1.918 0.494 　 　
15 infinity 0.500 1.5168 64.2
16 infinity 1.124 　 　
img infinity 0.000 　 　
　다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E)를 나타낸다. 　
surface K A B C D E
2 0.0000E+00 -1.8525E-03 -6.9675E-05 -9.2157E-05 -5.4981E-06 -1.3173E-06
3 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
4 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
5 0.0000E+00 -1.1619E-02 -3.5710E-03 3.3977E-04 5.0705E-05 　
6 0.0000E+00 -6.4964E-03 -4.1346E-03 5.2524E-04 7.0144E-05 6.0727E-06
7 0.0000E+00 6.3430E-03 -2.0212E-03 7.6024E-04 -2.0097E-04 2.5164E-05
8 0.0000E+00 9.1335E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 　
10 0.0000E+00 -1.9936E-03 -3.6948E-03 8.2248E-04 -9.3383E-05 　
11 -4.7203E+00 -3.0654E-02 8.5087E-03 -1.9677E-03 2.6491E-04 -1.2412E-05
13 0.0000E+00 -1.9441E-02 2.5083E-03 -4.0198E-05 -6.3087E-06 2.5327E-07
14 -7.6846E+00 -1.0968E-02 1.2009E-03 -8.6132E-05 3.0005E-06 -4.2162E-08
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 9는 제3실시예에 따른 촬영 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
<제4 실시예>
도 10은 제4 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제4 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제4실시예에서는, 제1 내지 제6렌즈의 굴절력이 정.정.부.정.정.부이고,　　조리개는 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 위치한다.
　　　F넘버는 F/1.85, 반화각은 34.42°, 광학 전장길이는 9.6mm, 전체초점거리(f) 는 7.15mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
　렌즈면 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.704 1.111 1.531 55.75
3* 40.296 0.055 　 　
4(ST) infinity 0.015 　 　
5 infinity 0.000 　 　
6* 71.040 0.999 1.531 55.75
7* -30.226 0.218 　 　
8* -12.454 0.450 1.651 21.54
9* 19.486 0.112 　 　
10* 5.052 0.769 1.531 55.75
11* 4.965 0.542 　 　
12* -40.382 1.910 1.531 55.75
13* -1.842 0.292 　 　
14 infinity 0.000 　 　
15* -21.292 1.000 1.531 55.75
16* 1.907 0.527 　 　
17 infinity 0.500 1.517 64.20
18 infinity 1.090 　 　
img infinity 0.010 　 　
　
다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E,F)를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D E
2 0.0000E+00 -9.9552E-04 -2.1858E-04 -6.6937E-05 2.1471E-05 -5.1922E-06
3 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
6 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
7 0.0000E+00 -1.1406E-02 -2.2524E-03 4.6287E-04 -2.3269E-05 　
8 0.0000E+00 1.7339E-03 -4.0349E-03 4.7947E-04 -2.4385E-06 5.5978E-06
9 0.0000E+00 6.3430E-03 -2.0212E-03 7.6024E-04 -2.0097E-04 2.2942E-05
10 0.0000E+00 -2.1638E-02 1.0071E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 　
11 0.0000E+00 -1.2414E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 　
12 0.0000E+00 1.8395E-03 -2.6981E-03 5.5056E-04 -4.8270E-05 　
13 -5.0867E+00 -3.0747E-02 8.6463E-03 -1.9430E-03 2.5498E-04 -1.1882E-05
15 0.0000E+00 -2.4814E-02 2.5310E-03 -2.8953E-05 -5.3095E-06 1.8505E-07
16 -6.4131E+00 -1.2137E-02 1.3061E-03 -9.1310E-05 3.2099E-06 -4.5487E-08
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 12는 제4실시예에 따른 촬영 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
<제5 실시예>
도 13은 제5 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제5 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제5실시예에서, 굴절력은 정.부.부.부.정.부이고, 조리개는 제1렌즈의 상측면에 위치한다,
　　　F넘버는 F/1.88, 반화각은 33.84°, 광학 전장길이는 9.50mm, 전체초점거리(f)는 7.30mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.914 1.098 1.544 56.11
3(ST)* 1176.453 0.040 　 　
4* 16.998 0.979 1.544 56.11
5* 16.616 0.261 　 　
6* -123.053 0.676 1.651 21.54
7* 11.298 0.301 　 　
8* 13.483 0.698 1.651 21.54
9* 10.924 0.178 　 　
10* 21.661 1.910 1.531 55.75
11* -2.341 0.501 　 　
12 infinity 0.000 　 　
13* -7.674 0.900 1.531 55.75
14* 2.537 0.338 　 　
15 infinity 0.500 1.5168 64.2
16 infinity 1.120 　 　
img infinity 0.000 　 　
　다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E)를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D E
2 0.0000E+00 -1.1432E-03 2.9298E-04 -1.1242E-04 2.5922E-05 7.2999E-07
3 0.0000E+00 6.2869E-03 -2.0604E-03 3.4732E-04 5.7818E-05 　
4 0.0000E+00 5.8489E-03 -3.2885E-03 6.1901E-04 -2.0863E-05 　
5 0.0000E+00 -1.3233E-02 -4.5757E-03 5.2981E-04 5.5199E-05 　
6 0.0000E+00 -2.0129E-02 -3.7162E-03 6.0936E-04 2.4037E-04 -4.1431E-05
7 0.0000E+00 -1.6747E-02 -3.6408E-03 9.9216E-04 -1.8064E-04 1.0369E-05
8 0.0000E+00 -1.4306E-02 -1.4990E-03 -5.8720E-04 9.0755E-05 　
9 0.0000E+00 -7.0010E-03 -4.2290E-04 1.7791E-04 1.9172E-05 　
10 0.0000E+00 1.1327E-03 -2.1959E-03 5.0819E-04 -4.4267E-05 　
11 -6.5379E+00 -2.0692E-02 6.5603E-03 -1.5509E-03 1.9061E-04 -9.3467E-06
13 0.0000E+00 -2.2557E-02 1.8699E-03 -1.6465E-04 -5.8154E-06 1.8811E-06
14 -8.7147E+00 -1.2135E-02 1.1752E-03 -9.3901E-05 3.4054E-06 -4.0503E-08
도14는 본 발명의 제5실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 15는 제5실시예에 따른 촬영 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
<제6 실시예>
도 16은 제6 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제6 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제6 실시예에서는, 제1 내지 제6렌즈의 굴절력이 정.정.부.정.정.부이고, 　조리개는 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 위치한다.
　　　F넘버는 F/1.76, 반화각은 34.27°, 광학 전장길이는 9.57mm, 전체초점거리(f) 는 7.16mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2* 3.750 1.132 1.531 55.75
3* 160.038 0.040 　 　
4(ST) infinity 0.007 　 　
5 infinity 0.040 　 　
6* 26.878 1.000 1.531 55.75
7* -3053.126 0.068 　 　
8* 39.683 0.450 1.633 23.36
9* 5.254 0.378 　 　
10* 5.405 0.737 1.544 56.11
11* 6.329 0.542 　 　
12* -38.312 1.838 1.544 56.11
13* -1.731 0.168 　 　
14 infinity 0.000 　 　
15* -18.584 1.000 1.544 56.11
16* 1.823 0.570 　 　
17 infinity 0.500 1.517 64.20
18 infinity 1.090 　 　
img infinity 0.010 　 　
다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E)를 나타낸다. 　
렌즈면 K A B C D E
2 0.0000E+00 -1.5251E-03 2.3529E-05 -1.5014E-04 1.2791E-05 5.6189E-07
3 0.0000E+00 6.3430E-03 -3.7644E-03 7.4794E-04 -2.6608E-05 　
6 0.0000E+00 7.5599E-03 -4.1007E-03 7.9779E-04 1.9304E-05 -1.6149E-05
7 1.2935E+06 -9.7499E-03 -3.6634E-03 5.9465E-04 1.1285E-06 -5.5008E-06
8 0.0000E+00 -4.4689E-03 -3.6925E-03 3.8892E-04 3.2468E-05 5.0219E-06
9 0.0000E+00 6.3430E-03 -2.0212E-03 7.6024E-04 -2.0097E-04 2.9263E-05
10 0.0000E+00 -7.3741E-03 -4.8415E-04 3.7113E-05 -1.5671E-05 　
11 0.0000E+00 -6.7124E-03 -5.2755E-04 -1.7824E-05 -2.0933E-05 　
12 0.0000E+00 -4.4577E-05 -2.9062E-03 5.8310E-04 -7.0060E-05 　
13 -5.2396E+00 -3.0458E-02 8.7602E-03 -1.9850E-03 2.5387E-04 -1.2538E-05
15 0.0000E+00 -2.1011E-02 2.4645E-03 -4.8044E-05 -6.1977E-06 2.3056E-07
16 -6.8184E+00 -1.1343E-02 1.2755E-03 -9.1310E-05 3.1681E-06 -4.1410E-08
도 17은 본 발명의 제6실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 도 18은 제6실시예에 따른 촬영 렌즈의 코마 수차도를 나타낸 것이다.
<제7 실시예>
도 19는 제7 실시예에 따른 촬영 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제7 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제7실시예에서, 제1 내지 제6렌즈의 굴절력은 정.정.부.정.정.부이고, 　조리개는 제1렌즈의 물체측에 위치한다.
F넘버는 F/2.34, 반화각은 32.93°, 광학 전장길이는 9.38mm, 전체초점거리(f) 는 7.48mm이다.
　　(파장: C-line 656.3nm, d-line 587.6nm, e-line 546.1nm, g-line 435.8nm, F-line 486.1nm)
렌즈면　 곡률반경 두께 굴절율(nd) 아베수(vd)
obj infinity infinity 　 　
1 infinity 0.000 　 　
2(ST) infinity -0.300 　 　
3* 3.722 1.238 1.531 55.75
4* -12.762 0.060 　 　
5* -28.184 0.800 1.531 55.75
6* -17.897 0.180 　 　
7* -10.179 0.600 1.633 23.36
8* 16.606 0.756 　 　
9* -6.957 1.010 1.531 55.75
10* -3.629 0.100 　 　
11* -3.717 1.223 1.531 55.75
12* -1.484 0.060 　 　
13* -29.964 1.026 1.531 55.75
14* 1.611 0.526 　 　
15 infinity 0.500 1.517 64.20
16 infinity 1.601 　 　
img infinity 0.000 　 　
　다음은 코닉상수(K) 및 비구면계수(A,B,C,D,E)를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D E
3 0.0000E+00 -1.8027E-03 -3.2382E-04 -1.2929E-05 -3.9568E-05 1.9183E-06
4 0.0000E+00 6.0701E-03 -3.4984E-03 6.7501E-04 -2.3320E-05 　
5 0.0000E+00 6.0701E-03 -3.4984E-03 6.7501E-04 -2.3320E-05 　
6 0.0000E+00 -9.7814E-03 -4.4816E-03 4.9820E-04 3.1604E-05 　
7 0.0000E+00 -2.8075E-03 -4.5895E-03 4.8707E-04 7.4779E-05 3.3252E-06
8 0.0000E+00 6.0701E-03 -1.8784E-03 6.8611E-04 -1.7613E-04 2.2139E-05
9 0.0000E+00 -6.8502E-03 -4.0093E-03 1.0724E-03 -8.5010E-05 　
10 -7.8443E+00 -3.5081E-02 8.4427E-03 -1.8401E-03 2.2027E-04 -8.9441E-06
11 -6.1980E+00 -3.0021E-02 8.6803E-03 -1.9013E-03 2.1980E-04 -1.2427E-05
12 -4.3127E+00 -3.1318E-02 8.8897E-03 -1.8204E-03 2.2437E-04 -9.9222E-06
13 0.0000E+00 -1.8865E-02 2.0791E-03 -2.6293E-05 -4.6233E-06 1.6586E-07
14 -6.7975E+00 -1.2093E-02 1.2255E-03 -8.6343E-05 3.1833E-06 -4.6536E-08
다음은, 제1 내지 제 7 실시예에서의 렌즈 데이터를 종합적으로 나타낸 것이다.
렌즈데이터　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
전장길이(TL) 9.43mm 9.33mm 9.33mm 9.43mm 9.33mm 9.40mm 9.21mm
전체 초점길이(f) 7.28mm 7.05mm 7.31mm 7.15mm 7.30mm 7.16mm 7.48mm
F-number 1.88 1.88 2.08 1.85 1.88 1.76 2.34
반화각 33.73deg 34.62deg 33.83deg 34.42deg 33.84deg 34.27deg 32.93deg
제1렌즈 초점거리(f1) 6.63mm 5.99mm 5.93mm 7.57mm 7.18mm 7.18mm 5.55mm
제2렌즈 초점거리(f2) 33.85mm -248.88mm 64.20mm 39.89mm -14202.73mm 49.96mm 89.50mm
제3렌즈 초점거리(f3) -7.97mm -10.70mm -10.18mm -11.49mm -15.70mm -9.52mm -9.79mm
제4렌즈 초점거리(f4) 61.48mm 83.31mm 258.18mm 259.99mm -98.15mm 52.83mm 12.87mm
제5렌즈 초점거리(f5) 3.26mm 3.46mm 3.47mm 3.56mm 4.07mm 3.26mm 3.89mm
제6렌즈 초점거리(f6) -2.89mm -3.06mm -2.86mm -3.23mm -3.47mm -2.99mm -2.83mm
다음은, 상기 제1 내지 제7 실시예가 각각 상기 식 1 내지 4, 식 5 내지 10을 만족시킴을 보여준 것이다.
식 실시예1　 실시예2　 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
20 <　V1-V3 <　45 32.4 32.8 32.4 34.2 34.6 32.4 32.4
0.2<｜R11+R22｜/｜R11-R22｜
　　　　　<2.5
　		 0.68 0.77 0.68 0.78 1.62 1.00 0.66
0.70 <　f/f12 < 1.9 1.27 1.14 1.31 1.09 1.04 1.12 1.40
0.9 <TL/f <2.0 1.30 1.32 1.28 1.32 1.28 1.31 1.23
0.3 <｜f/f3｜　<　1.5
　		 1.27 1.14 1.31 0.62 1.04 0.75 1.40
1.0 <　f/f5< 3.0
　		 2.23 2.04 2.10 2.01 1.79 2.20 1.92
1.58 <　N3 <　1.68
 1.633
 1.633
 1.633
 1.651
 1.651
 1.633
 1.633
1.51 <　N5 <　1.56
 1.531
 1.531
 1.531
 1.531
 1.531
 1.544
 1.531
1.51 <　N6 <　1.56 1.531 1.531 1.531 1.531 1.531 1.544 1.531
Yimg / Tanθ>6.0mm 7.34mm 7.10mm 7.31mm 7.15mm 7.31mm 7.19mm 7.57mm
본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 소형이면서, 밝은 렌즈를 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 대형 이미지 센서를 채용한 촬영 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 디지털 카메라, 교환 렌즈 카메라, 비디오 카메라, 핸드폰 카메라, 소형 모바일 기기용 카메라 등 다양한 촬영 장치에 적용 가능하다.
예를 들어, 모바일 기기용 카메라에서도 대형 이미징 센서에 맞는 렌즈계를 구성하여, 얕은 피사계 심도를 가지고 아웃포커스 촬영을 할 수 있다. 피사계 심도는 F넘버에 비례하는데, 초점 거리가 짧은 렌즈 일수록 또는 조리개를 조일수록(즉, 큰 F 넘버를 가질 수록) 더욱 깊은 피사계 심도가 얻어진다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈에 대형 이미징 센서를 적용함에 따라 초점거리가 길어지고 이에 따라 얕은 피사계 심도를 가지게 되므로, 아웃포커스와 같은 배경 흐림 효과를 가질 수 있다.
대형 이미징 센서를 채용하면 수차의 증가와 민감도 증가가 야기되며, 낮은 F넘버는 축상 구면수차의 증가와 비축상의 코마수차의 증가를 야기할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈는 이러한 대형 이미징 센서 적용에 따른 수차 발생을 보정하고 낮은 F넘버를 가진 밝은 광학계를 구현할 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈를 구비한 촬영 장치(110)의 일 예를 도시한 것이다. 촬영 장치(110)는 촬영 렌즈(100)와, 상기 촬영 렌즈(100)가 형성하는 광학 상을 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미징 센서(112)를 포함한다. 상기 촬영 렌즈(100)로는 도 1 내지 도 21을 참조하여 설명한 촬영 렌즈들이 채용될 수 있다. 상기 촬영 장치는 상기 이미징 센서(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 기록 수단(113)과, 피사체 상을 관찰하기 위한 뷰 파인더(finder)(114)를 포함할 수 있다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 표시부(115)가 구비될 수 있다. 여기서는, 뷰 파인더(114)와 표시부(115)가 따로 구비된 예를 보여주었으나 뷰 파인더가 따로 없이 표시부만 구비될 수 있다. 도 22에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라, 모바일용 광학 기기, 스마트폰용 카메라 등에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 촬영 렌즈를 디지털 카메라, 모바일 등의 촬영 장치에 적용함으로써 소형이고, 밝으며, 고성능으로 촬영이 가능한 촬영 장치를 구현할 수 있다.
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.
10...제1렌즈, 20...제2렌즈
30...제3렌즈, 40...제4렌즈
50...제5렌즈, 60...제6렌즈
70...필터, ST..조리개

Claims (22)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배치된 것으로,
    물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제1렌즈;
    상면측이 볼록하고 정 또는 부의 굴절력을 가진 제2렌즈;
    부의 굴절력을 가진 제3렌즈;
    정 또는 부의 굴절력을 가진 제4렌즈;
    상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가진 제5렌즈; 및
    상측면이 광축 근방에서 오목한 형상을 가지고 부의 굴절력을 가진 제6렌즈;를 포함하고,
    다음 식을 만족하는 촬영 렌즈.
    <식>
    Yimg/Tanθ >6.0mm 　
    여기서, Yimg 는 상면에서의 최대 상고 높이를, Tanθ는 최대 상고 높이에서의 반화각을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영렌즈.
    <식>
    20 <V1-V3< 45
    여기서, V1은 제1렌즈의 아베수, V3은 제3렌즈의 아베수이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영렌즈.
    <식>
    　0.2＜｜R11+R22｜／｜R11－R22｜＜2.5
    　여기서, R11은 제1렌즈의 물체측면의 곡률반경을, R22는 제2렌즈의 상측면의 곡률반경을 나타낸다.　
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영렌즈.
    <식>
    0.7　<　f/f12　<　1.9　
    여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f12는 제1렌즈와 제2렌즈의 합성 초점거리를 나타낸다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촬영렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영렌즈.
    <식>
    0.9 <　TL/f <　2.0
    여기서, TL은 제1렌즈의 물체측 면의 정점부터 상면까지의 광축 상의 거리를, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를 나타낸다.　
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3렌즈는 양오목 렌즈 또는 상측면이 오목한 매니스커스 렌즈인 촬영 렌즈.
  7. 　　　제6항에 있어서,
    상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영 렌즈.
    　　　　<식>
    　　　　0.3 <　｜f/f3｜ <　1.5
    여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f3은 제3렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
  8. 　제1항에 있어서,
    상기 제4렌즈의 물체측면은 오목하거나 볼록한 촬영 렌즈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 상측면이 볼록한 매니스커스 형상을 가지는 촬영 렌즈.
  10. 　제9항에 있어서,
    상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영 렌즈.
    　<식>
    1.0 <　f/f5　<　3.0　　　　　
    　여기서, f는 촬영 렌즈의 전체 초점거리를, f5는 제5렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
  11. 제1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 상측면이 광축 부근에서 오목하고 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지는 비구면 렌즈인 촬영 렌즈.　
  12. 　제1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    　상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영 렌즈.
    　<식>
    1.58 <N3　<1.68
    여기서, N3은 제3렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.
  13. 제1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬영 렌즈는 다음 식을 만족하는 촬영 렌즈.
    <식>
    1.51 <N5　<1.56 　
    1.51 <N6　<1.56 　 　　
    여기서, N5는 제5렌즈의 d-line에 대한 굴절률을, N6은 제6렌즈의 d-line에 대한 굴절률을 나타낸다.　　　　
  14. 삭제
  15. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 조리개가 구비되거나 상기 제1렌즈의 물체측에 조리개가 구비되는 촬영 렌즈.　
  16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈 내지 제6렌즈는 모두 플라스틱 재료로 형성된 촬영 렌즈.
  17. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈 내지 제6렌즈 전체를 움직여 손떨림 보정을 하는 촬영 렌즈.
  18. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬영렌즈는 1.7-2.8 범위의 F-number를 가지는 촬영렌즈.
  19. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈는 양면이 비구면이 촬영 렌즈.
  20. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 적어도 한 면이 비구면인 촬영 렌즈.
  21. 　제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 비구면 렌즈인 촬영 렌즈.
  22. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 촬영 렌즈;
    상기 촬영 렌즈가 형성하는 광학 상을 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미징 센서;를 포함한 촬영 장치.
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