KR102242464B1 - 촬상 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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KR102242464B1 KR1020180099017A KR20180099017A KR102242464B1 KR 102242464 B1 KR102242464 B1 KR 102242464B1 KR 1020180099017 A KR1020180099017 A KR 1020180099017A KR 20180099017 A KR20180099017 A KR 20180099017A KR 102242464 B1 KR102242464 B1 KR 102242464B1
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난창 오-필름 옵티컬-일렉트로닉 테크 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 일종의 촬상 렌즈를 제공한다, 상술 촬상 렌즈는 물체측에서 상측까지 순서대로, 물체측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈; 상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈; 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈; 상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이며, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈가 배치되며, 아래의 조건식1 및 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이다.
TTL/2ih < 0.8 (조건식1)
0.75 < ih/f < 0.9 (조건식2)

Description

촬상 렌즈 및 촬상 장치{IMAGING LENS AND IMAGING APPARATUS}
본 발명은 촬상 렌즈 및 촬상 장치에 관한 것이다.
스마트 폰 등으로 대표되는 휴대용 정보 단말기의 박형화 혹은 휴대용 정보 단말기에 탑재된 카메라의 고화소의 추세에 따라, 카메라의 촬상 렌즈에 대한 박형화 및 대구경화를 요구하게 된다.
예를 들어, 특허 문헌1은 일종의 5개 렌즈로 구성된 촬상 렌즈를 기재하고, 박형화, F2.5이하의 밝음도 및 광각에 대한 요구를 만족시키고, 각종 수차를 양호하게 보정하는 것을 목적으로 한다.
또한, 예를 들어, 특허 문헌2는 일종의 6개 렌즈로 구성된 촬상 렌즈를 기재하고, 전 시야각이 80도 이상의 광각을 구현할뿐만 아니라, 각종 수차를 우수하게 보정하여 고 해상도를 얻는 것을 목적으로 한다.
일본 공개특허공보 2016-018001호 일본 공개특허공보 2015-007748호
그러나 촬상 렌즈의 대구경화는 F2.2이하 혹은 더 나아가 F2.0이하의 밝도를 요구한다. 그 결과는 특허문헌1과 특허문헌 2등에 기재된 촬상 렌즈는 박형화를 구현하기에 부족한 상황이다.
따라서, 본 발명은 촬상 렌즈의 박형화와 대구경화를 도모하며, 수차와 결상 성능면에서 고성능화를 실현하는 것을 목적으로 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 촬상 렌즈는 물체측에서 상측까지 순서대로, 물체측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈; 상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈; 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈; 상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이고, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈가 배치된다. 상기 촬상 렌즈는 아래의 조건식1과 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이다.
TTL/2ih < 0.8 (조건식1)
0.75 < ih/f < 0.9 (조건식2)
이러한 촬상 렌즈는 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈를 구비함으로써, 박형화 및 대구경화를 쉽게 구현할 수 있도록 한다. 또한, 전장 및 상 높이의 비, 그리고 상 높이 및 전체 시스템의 초점 거리의 비가 합리화 됨으로써, 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현할 수 있다.
상술한 촬상 렌즈에 있어어, 제6렌즈는 렌즈 재료에 의한 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖거나, 상기 전면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는다.
제6렌즈가 렌즈 재질에 의한 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 광축에 수직인 방향에서 적외선 차단 기능의 균일성이보다 높다. 또한, 제6렌즈가 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 경우, 제조의 용이성 및 적외선 차단 층의 선택이 자유로운 점 등에서 우수하다.
또한, 상기 촬상 렌즈에 있어서, 상기 제 6 렌즈는, 물체 측에 위치한 기판부 및 상측에 위치한 비구면 렌즈부가 조합되어 구성된 합성 렌즈인 것이 바람직하다. 제 6 렌즈가 상기 합성 렌즈일 경우, 기판부 및 비구면 렌즈부에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 분담하고, 수차 및 결상 성능에 관한 고성능화를 위해 광학 시스템의 기능에 대해 보정하는 역할을 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 촬상 장치는 촬상 렌즈; 및 상기 촬상 렌즈가 찍은 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비한다. 상기 촬상 렌즈의 구성은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 물체측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈; 상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈; 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈; 상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이며, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈가 배치된다. 상기 촬상 렌즈는 아래의 조건식1 및 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이다.
TTL/2ih < 0.8 (조건식1)
0.75 < ih/f < 0.9 (조건식2)
이러한 촬상 장치는 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈를 구비함으로써, 박형화 및 대구경화를 쉽게 구현할 수 있도록 한다. 또한, 촬상 렌즈의 전장 및 최대 상 높이의 비, 그리고 최대 상 높이 및 전체 시스템의 초점 거리의 비가 합리화 시킴으로써, 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현할 수 있다최대 상 높이최대 상 높이.
도1은 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈구조를 도시한 도면이다.
도2는 제1 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 수차를 나타내는 도면이다.
도3은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
도4는 제2 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도5은 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
도6는 제3 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도7은 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
도8는 제4 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도9은 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
도10는 제5 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도11은 제6 실시예에 따른 촬상 렌즈의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
도12는 제6 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도13은 본 발명의 촬상 장치의 일 실시예에 해당되는 스마트폰의 모듈 구조도이다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 설명한다.
[촬상 렌즈의 구조]
본 발명의 촬상 렌즈 구성은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 물체측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈; 상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈; 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈; 상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이며, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 제6렌즈가 배치된다.
즉, 본 발명의 촬상 렌즈는 양의 굴절력, 음의 굴절력, 양/음의 굴절력, 양의 굴절력, 음의 굴절력, 양/음의 굴절력을 갖는 6개의 렌즈로 구성된 구조에서, 제2렌즈 및 제4렌즈는 반달 형상의 렌즈이고, 제3렌즈 및 제5렌즈는 양면이 비구면인 렌즈이며, 제5렌즈 및 제6렌즈는 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이다.
또한, 본 발명에 따른 촬상 렌즈의 제6렌즈는 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행한다. 통상의 촬상 장치는 촬상 렌즈과 결상면사이에 적외선 차단 필터를 설치한다. 따라서, 통상의 촬상 렌즈는 보다 긴 백 포커스를 필요로 하는 이유로 촬상 렌즈의 박형화를 구현하기 어려워진다. 이와 달리, 본 발명의 촬상 렌즈는 보다 짧은 백 포커스를 갖는 디자인으로 인해 박형화를 구현할 수 있다.
또한, 제6렌즈의 광 투과율로서, 380nm 내지 430nm 파장 영역에서 임의의 파장에서의 투과율이 절반(50%)이고, 500nm 내지 600nm 전체 파장 영역에서 투과율이 80% 이상, 730nm 내지 800nm 전체 파장 영역에서 투과율이 10%이하인 것이 바람직하다.
또한, 제6렌즈의 물체 측을 향하는 전면의 곡률은 촬상 렌즈중에서 다른 렌즈면 보다 곡률이 작다. 이러한 전면의 형상은, 전형적으로 평면을 채용할 수 있다. 제6렌즈의 전면이 낮은 곡률의 면일 경우, 제1렌즈 내지 제5렌즈의 상면만곡, 왜곡수차를 보정하는 임무 및 센서의 최적 입사각(이하, CRA라고 칭함)를 보정하는 임무를 촬상 렌즈의 마지막 면인 제6렌즈의 배면에 집중시킨다.
상면만곡, 왜곡수차를 보정하는 역할을 하는 보정면이 결상면에서 보다 멀리 떨어져 있을 경우(예로, 제6렌즈의 전면을 보정보정면으로, 후면을 저 곡률면으로 가정할 경우), 보정면을 투과한 광선 영역이 커진다. 이럴 경우, 제6렌즈의 보정보정면이 상면만곡 및 왜곡수차에 대한 보정 역할은 커지게 된다. 또한, 코마 수차가 발생을 무시할 수 없으므로, 보정보정면의 비구면 형상의 정밀도에 대한 공차를 엄격히 컨트롤 한다. 그러나, 상술한 바와 같이 본 발명의 촬상 렌즈는 상대적으로 짧은 백 포커스로 설계할 수 있으므로, 제6렌즈를 통해 상면만곡 및 왜곡수차를 보정하여 형상에 대한 정밀도 공차의 범위를 크게 할 수 있다.
또한, CRA 보정을 위해, 보정면이 제5렌즈의 배면에서 출사된 광의 각도를 조정하여 보정면과 결상면사이의 거리를 보다 멀어지게 할 경우(예로, 제6렌즈의 전면을 보정면으로, 후면을 낮은 곡률의 면으로 가정할 경우), 제1 렌즈 내지 제5렌즈 상의 왜곡수차의 양을 양의 방향으로 크게 발생하는 이유로, 특히 제1 렌즈 내지 제5렌즈의 물체 측의 비구면 량이 지수 함수적으로 증가하여, 제1 렌즈 내지 제5렌즈의 제조가 어려워진다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 촬상 렌즈는 보다 짧은 백 포커스로 설계할 수 있으므로, CRA보정을 구현할 수 있다.
또한, 제6렌즈가 구비한 적외선 차단 필터 기능을 금속 다층막의 증착 혹은 염료 스핀 코팅 등에 의해 제공된 필터층을 통해 구현할 경우, 층을 균일하도록 하기 위해, 낮은 곡률의 면에 필터층을 필요로 한다. 상술한 바와 같이, 낮은 곡률의 면에 필터층을 설치할 경우, 코팅제 박리, 불완전 코팅 혹은 스폿팅(국부적인 과도 코팅) 등으로 인해 층에 얼룩이 생기는 것을 피할 수 없다. 제6렌즈의 전면은 비구면으로 구성된 수차 보정면이고, 후면은 적외선 차단 필터 기능을 갖는 낮은 곡률의 면일 경우, 필터층과 결상면 사이의 거리가 짧아지면서, 상에　생기는　흑점 등의　불량 정황의　평가 기준인　"결함 영역/광 투과 영역"의　비가 커지므로,　제조 규격으로서　현실적이지 않다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 촬상 렌즈에서 제6렌즈은 곡률이 낮은 전면을 갖고, 배면은보정면이므로, 필터층과 결상면 사이의 거리가 보다 길어지고, "결함 영역/광 투과 영역"의 비가 작아진다.
또한, 본 발명의 촬상 렌즈는 아래의 조건식1 및 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이다.
TTL/2ih < 0.8 (조건식1)
0.75 < ih/f < 0.9 (조건식2)
조건식1은 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리 및 최대 상 높이의 비를 정하는 조건식이고, 촬상 렌즈에서 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리는 일반적으로 광학적 전장으로 지칭된다.
촬상 렌즈가 조건식1을 만족하지 않을 경우, 최대 상 높이가 너무 작거나 광학적 전장이 너무 길어진다. 최대 상 높이가 너무 작으면, 촬상 렌즈의 시야각이 부족하여 광각 렌즈로서의 기능이 손해보게 된다. 또한, 광학적 전장이 너무 길어지면, 촬상 렌즈의 박형화 요건을 만족시키기 어렵다.
조건식2는 최대 상 높이와 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점 거리(이하, "전체 시스템의 초점 거리"라고 지칭)의 비를 정하는 조건식이다.
촬상 렌즈가 식2의 하한치보다 작을 경우, 전체 시스템의 초점거리가 너무 길거나 최대 상 높이가 너무 작다. 전체 시스템의 초점거리가 너무 길어질 경우, 시야각이 충분하지 않거나 광학적 전장이 너무 길어지며, 촬상 렌즈의 대구경화 및 박형화를 구현하기 어렵다. 또한, 최대 상 높이가 너무 작으면, 상술한 바와 같이, 촬상 렌즈의 대구경화를 만족시키기 어려워진다.
한편, 촬상 렌즈가 조건식2의 상한치를 초과할 경우, 전체 시스템의 초점거리가 너무 짧거나 최대 상 높이가 너무 크다. 따라서, 촬상 렌즈의 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현하기 어렵다.
따라서, 촬상 렌즈가 조건식1과 조건식2를 만족할 경우, 촬상 렌즈의 박형화 및 대구경화를 만족할 수 있고, 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈에서, 상술한 제6렌즈는 렌즈 재료에 따라 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 수 있거나 혹은 상기 전면에 제공된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비할 수 있다.
제6렌즈가 렌즈 재료에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우, 이러한 재질은, 광축에 수직인 방향으로의 적외선 차단 기능의 균일성이 적외선 차단층의 적외선 차단 기능의 균일성보다 높다. 따라서, 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우보다, 적외선 차단 필터로서의 기능의 전부 혹은 일부가 렌즈의 재료에 의해 결정될 경우, 광축에 수직인 방향으로의 적외선 차단 기능의 균일성을 높일 수 있다.
적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 재료는 예를 들면 청색 유리 등이 있다. 이때, 청색 유리의 카메라 시스템에 대한 분광 투과율을 합리화 하기 위해, 제6렌즈의 전면에 금속 증착막으로 형성된 적외선 차단층을 부가할 수 있다.
한편, 제6렌즈가 적외선 차단층을 통해 적외선 차단 필터로서의 기능을 갖는 경우, 제조가 용이하고 적외선 차단층을 자유롭게 선택하는 등 면에서 우수하다. 적외선 차단층은, 예를 들면 스핀 코팅에 의해 도포된 염료층, 진공 증착에 의해 형성된 금속 박막층 혹은 염료 박막 고팅층 등일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈에서, 상기 제6렌즈는 물체측에 위치한 기판부과 상측에 위치한 비구면 렌즈부가 조합된 복합 렌즈인것이 바람직하다. 제6렌즈가 상기 복합 렌즈일 결우, 기판부과 비구면 렌즈부를 통해 적외선 차단 필터로서의 기능 및 수차와 결상 성능에서의 높은 고성능의 보정 광학 시스템의 기능을 수행할 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 렌즈는 아래의 아래의 조건식3 및 조건식4를 만족하되, 여기서 f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이고, f12345는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈의 합성 초점거리이고, f6은 제6렌즈의 초점거리이다.
0.9 < f/f12345 < 1.1 (조건식 3)
-0.5 < f/f6 < 0.3 (조건식 4)
조건식3은 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점 거리와 제1렌즈 내지 제5렌즈의 합성 광학 시스템의 초점거리의 비를 한정하는 조건식이다. 조건식3의 값이 1에 가까울수록, 제6렌즈는 제1렌즈 내지 제5렌즈로 구성된 합성 광학 시스템에 의해 발생된 구면수차 및 코마수차에 영향을 주지 않아, 본래의 목적, 즉 보다 높은 상 높이에서 제6렌즈의 비구면에 의해 상면만곡, 왜곡수차 및 CRA를 효과적으로 보정할 수 있다.
조건식3의 값이 하한치보다 작으면, 제6렌즈의 양의 굴절력이 너무 강한 이유로, 상면만곡를 보정할 경우 왜곡수차 및 CRA에 대한 보정과 서로 상쇄되어, 이상적인 보정을 실현하기 어려워진다.
조건식3의 값이 상한치보다 크면, 제6렌즈의 음의 굴절력이 너무 강해, 구면수차에 대한 보정이 불충분하고, 따라서 촬상 렌즈 전체의 성능이 저하된다.
조건식4는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점 거리와 제6렌즈의 초점거리의 비를 한정하는 조건식이고, 제6렌즈를 기준으로 전방의 제1렌즈 내지 제5렌즈로 구성된 합성 광학 시스템의 성능을 확보하기 위한 조건식이다. 조건식4의 값이 0일 경우, 전방에 다섯개 렌즈로 구성된 렌즈군의 설계로 인해, 다섯개 렌즈로만 구성된 광학 시스템과 균등하며, 제6렌즈는 전방 렌즈군에 남겨진 상면만곡, 왜곡수차를 효과적으로 보정할 수 있다.
조건식4의 값이 하한치보다 작으면, 전방 다섯개 렌즈로 구성된 광학 시스템의 굴절력이 너무 큰 이유로, 제조 감도가 저하된다.
조건식4의 값이 상한치보다 크면, 전방 다섯개 렌즈로 구성된 광학 시스템의 굴절력이 너무 작은 이유로, 렌즈의 총장이 증가된다.
[촬상 렌즈의 데이터 실시예]
하기에서, 본 발명의 촬상 렌즈의 구체적인 실시형식에 적용되는 구체적인 값에 따른 데이터 실시예를 도면과 표를 참고하여 설명하려고 한다.
또한, 아래에 나타난 각 표와 설명서에 제시한 부호의 의미는 아래와 같다.
"Sn"는 촬상 렌즈를 구성한 각 렌즈면 및 개구면의 물체측에서 상측까지 순차적으로 분배된 면의 번호이고, "R"는 각 면의 곡률 반경을 표시하고, "D"는 각 면과 다음 면 사이의 광축상의 면 간격(렌즈의 중심 두께 혹은 에어 갭)을 표시하고, "nd"는 각 면으로부터의 렌즈 등의 d선(λ=587.6nm)상의 굴절률을 표시하고, "vd"는 각 면으로부터의 렌즈 등의 d선상의 아베수을 표시한다. "곡률 반경R"에 있어어, "∞는 평면을 표시한다. "광학소자"에 있어서, "L1", L2", …, "L6"은 각각 제1렌즈, 제2렌즈, …, 제6렌즈를 표시한다.
"K"는 원추 상수(Conic Constant)를 표시하고, "A3", "A4", "A5", …, "A12"는 각각 3차, 4차, 5차, …, 12차의 비구면 계수를 표시한다.
또한, 하기에서 원추 상수 및 비구면 계수를 나타낸 각 표에서 보면, 값의 형탠는 10의 지수 형태으로 표현한다. 예를 들면, "0.12E-05"는 "0.12Х(10의 -5승)"임을 설명하고, "9.87E+03"는 "9.87Х(10의 3 승)"임을 설명한다.
각 실시예에서 사용된 촬상 렌즈에는, 비구면 형상으로 형성된 렌즈면을 갖는 렌즈가 제공된다. 렌즈면의 중심점(렌즈의 정점)을 원점으로 하고, 광축에 평행인 방향의 거리를 "z"라 하고, 광축에 수직인 방향의 거리를 "r"라 한다. 또한, 렌즈 정점의 근축 곡률은 "c"이고, 원추 상수가 "k"이며, 3차, 4차, 5차, …, 12차 비구면 계수는 각각 "A3", "A4", "A5", …, "A12"라고 하면, 비구면 형상은 다음의 수학식1에 의해 정의된다.
Figure 112018083962258-pat00001
<제1 실시예>
도1은 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)의 렌즈구조를 도시한 도면이다.
제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(11); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(12); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(13); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(14); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(15); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(16)를 배치한다. 이하의 각 실시예에 대한 설명에서, 각 렌즈의 물체측(도면의 좌측) 면은 "전면"이라 칭하고, 각 렌즈의 상측(도면의 우측) 면은 "후면"이라 칭한다.
제1렌즈(11)의 물체측에 개구가 고정된 조리개(7)가 배치되고, 촬상 렌즈(1)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제1실시예에 따른 제6렌즈(16)은 플라스틱 렌즈이고, 제6렌즈(16)의 전면은 평면이다. 또한, 제6렌즈(16)의 전면에 스핀 코팅에 의해 형성된 염료 적외선 차단층(161)가 배치되된다.
제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)에 구체적인 값이 적용된 제1데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표1에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00002
촬상 렌즈(1)에서, 제1렌즈(11) 내지 제6렌즈(16)의 12개의 렌즈면(제2면 내지 제13면)에서, 평면인 제6렌즈(16)의 전면(제12면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다.
제1데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표2 및 표3에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00003
Figure 112018083962258-pat00004
제1데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(1)의 전체 시스템의 초점거리f, F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(11) 내지 제5렌즈(15)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(16)의 초점거리인 f6은 표4에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00005
표4에서 보면, 제1데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.704이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표4에서 보면, 제1데이터실시예에서 ih/f=0.819이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표4에서 보면, 제1데이터실시예에서 f/f12345=1.026이므로, 상기 조건식3을 만족한다. 또한, 표4에서 보면 제1데이터실시예에서 f/f6=0.205이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도2는 제1데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 나타낸 도면이다.
도2에서 구면수차도, 비점수차도, 왜곡수차도를 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차도에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제1데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
<제2 실시예>
도3은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)는, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(21); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(22); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(23); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(24); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(25); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(26)를 배치한다.
개구가 고정된 조리개(7)는 제1렌즈(21)의 물체측에 배치되고, 촬상 렌즈(2)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제2실시예에 따른 제6렌즈(26)은 자외선 경화 수지로 이루어진 렌즈이고, 제6렌즈(26)의 전면은 평면이다. 또한, 제6렌즈(26)의 전면에 스핀 코팅에 의해 형성된 염료 적외선 차단층(261)이 배치된다.
제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)에 구체적인 값이 적용된 제2데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표5에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00006
촬상 렌즈(2)에서, 제1렌즈(21) 내지 제6렌즈(26)의 12개의 렌즈면(제2면 내지 제13면)에서, 제6렌즈(26)의 전면(제12면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다..
제2데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표6 및 표7에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00007
Figure 112018083962258-pat00008
제2데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(2)의 전체 시스템의 초점거리인 f 값 및 F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(21) 내지 제5렌즈(25)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(26)의 초점거리인 f6은 표8에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00009
표8에서 보면, 제2데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.704이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표8에서 보면, 제2데이터 실시예에서 ih/f=0.823이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표8에서 보면, 제1데이터 실시예에서 f/f12345=1.021 이므로, 상기 조건식3를 만족한다. 또한, 표8에서 보면 제2데이터 실시예에서 f/f6=0.163이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도4는 제2수치실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 도시한 도면이다.
도4에서 구면수차, 비점수차, 왜곡수차의 도면을 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을 표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차도에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제2데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
<제3 실시예>
도5는 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(31); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(32); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(33); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(34); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(35); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(36)를 배치한다.
개구가 고정된 조리개(7)는 제1렌즈(31)의 물체측에 배치되고, 촬상 렌즈(2)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제3실시예에 따른 제6렌즈(36)은 자외선 경화 수지로 이루어진 렌즈이고, 제6렌즈(36)의 전면은 평면이다. 또한, 제6렌즈(36)의 전면에 스핀 코팅에 의해 형성된 염료 적외선 차단층(361)이 배치된다.
제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)에 구체적인 값이 적용된 제3 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표9에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00010
촬상 렌즈(3)에서, 제1렌즈(31) 내지 제6렌즈(36)의 12개의 렌즈면(제2면 내지 제13면)에서, 제6렌즈(36)의 전면(제12면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다.
제3데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표10 및 표11에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00011
Figure 112018083962258-pat00012
제3 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(3)의 전체 시스템의 초점거리인 f 값 및 F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(31) 내지 제5렌즈(35)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(36)의 초점거리인 f6은 표12에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00013
표12에서 보면, 제3 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.671이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표12에서 보면, 제3 데이터 실시예에서 ih/f=0.839이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표12에서 보면, 제3 데이터 실시예에서 f/f12345=0.974 이므로, 상기 조건식3를 만족한다. 또한, 표12에서 보면 제3 데이터 실시예에서 f/f6=0.165이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도6는 제3 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 도시한 도면이다.
도6에서 구면수차, 비점수차, 왜곡수차의 도면을 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을 표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차 도면에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제3 데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
<제4 실시예>
도7은 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(41); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(42); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(43); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(44); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(45); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(46)를 배치한다.
개구가 고정된 조리개(7)는 제1렌즈(41)의 물체측에 배치되고, 촬상 렌즈(4)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제4실시예에 따른 제6렌즈(46)은 청색 유리로 이루어진 유리기판(461) 및 자외선 경화 수지로 이루어진 렌즈부(462)가 조합되어 구성된 합성 렌즈이다. 또한, 유리기판(461)의 전면에는 진공 증착에 의해 형성된 적외선 차단막(463)이 제공된다.
제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)에 구체적인 값이 적용된 제4 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표13에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00014
촬상 렌즈(4)에서, 제1렌즈(41) 내지 제6렌즈(46)의 렌즈부(462)의 13개의 렌즈면(제2면 내지 제14면)에서, 유리기판(461)의 두개의 면(제12면 및 제13면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다..
제4 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표14 및 표15에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00015
Figure 112018083962258-pat00016
제4 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(4)의 전체 시스템의 초점거리인 f 값 및 F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(41) 내지 제5렌즈(45)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(46)의 초점거리인 f6은 표16에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00017
표16에서 보면, 제4 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.703이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표16에서 보면, 제4 데이터 실시예에서 ih/f=0.823이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표16에서 보면, 제4 데이터 실시예에서 f/f12345=1.021 이므로, 상기 조건식3를 만족한다. 또한, 표16에서 보면 제4데이터 실시예에서 f/f6=0.162이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도8는 제4 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 도시한 도면이다.
도8에서 구면수차, 비점수차, 왜곡수차의 도면을 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을 표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차도에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제4 데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
<제5 실시예>
도9은 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(51); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(52); 양의 굴절력을 갖는 제3렌즈(53); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(54); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(55); 렌즈의 중앙은 양의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(56)를 배치한다.
개구가 고정된 조리개(7)는 제1렌즈(51)의 물체측에 배치되고, 촬상 렌즈(5)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제5실시예에 따른 제6렌즈(56)은 청색 유리로 이루어진 유리기판(561) 및 자외선 경화 수지로 이루어진 렌즈부(562)가 조합되어 구성된 합성 렌즈이다. 또한, 유리기판(561) 의 전면에는 진공 증착에 의해 형성된 적외선 차단막(563)이 제공된다.
제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)에 구체적인 값이 적용된 제5 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표17에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00018
촬상 렌즈(5)에서, 제1렌즈(51) 내지 제6렌즈(56)의 렌즈부(562)의 13개의 면(제2면 내지 제14면)에서, 유리기판(561)의 두개의 면(제12면 및 제13면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다.
제5 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표18 및 표19에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00019
Figure 112018083962258-pat00020
제5 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(5)의 전체 시스템의 초점거리인 f 값 및 F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(51) 내지 제5렌즈(55)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(56)의 초점거리인 f6은 표20에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00021
표20에서 보면, 제5 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.671이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표20에서 보면, 제5 데이터 실시예에서 ih/f=0.842이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표20에서 보면, 제5 데이터 실시예에서 f/f12345=0.973 이므로, 상기 조건식3를 만족한다. 또한, 표20에서 보면 제5 데이터 실시예에서 f/f6=0.175이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도10는 제5 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 도시한 도면이다.
도10에서 구면수차, 비점수차, 왜곡수차의 도면을 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을 표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차도에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제5 데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
<제6 실시예>
도11은 제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)의 렌즈 구조를 도시한 도면이다.
제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈(61); 음의 굴절력을 갖는 제2렌즈(62); 음의 굴절력을 갖는 제3렌즈(63); 양의 굴절력을 갖는 제4렌즈(64); 렌즈의 중앙은 음의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제5렌즈(65); 렌즈의 중앙은 양의 굴절력을 갖고 광축으로부터 멀어지는 위치에서는 변곡점을 갖는 제6렌즈(66)를 배치한다.
개구가 고정된 조리개(7)는 제1렌즈(61)의 물체측에 배치되고, 촬상 렌즈(6)의 결상면은 촬상 소자(이미지 센서)(8)의 촬상면을 구비한다.
제6실시예에 따른 제6렌즈(66)은 흰색 유리로 이루어진 유리기판(661) 및 자외선 경화 수지로 이루어진 렌즈부(662)가 조합되어 구성된 합성 렌즈이다. 또한, 유리기판(661) 의 전면에는 진공 증착에 의해 형성된 적외선 차단막(663)이 제공된다.
제6 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)에 구체적인 값이 적용된 제6 데이터 실시예의 렌즈 데이터를 표21에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00022
촬상 렌즈(6)에서, 제1렌즈(61) 내지 제6렌즈(66)의 렌즈부(662)의 13개의 면(제2면 내지 제14면)에서, 유리기판(661)의 두개의 면(제12면 및 제13면)을 제외하고, 모두 비구면으로 형성된다.
제6 데이터 실시예에 따른 비구면의 비구면 계수와 원추 상수(k)는 표22 및 표23에 제시한다.
Figure 112018083962258-pat00023
Figure 112018083962258-pat00024
제6 데이터 실시예에 따른 촬상 렌즈(6)의 전체 시스템의 초점거리인 f 값 및 F값, 전 시야각, 최대 상 높이, 광학적 전장(TTL), 제1렌즈(61) 내지 제5렌즈(65)로 구성된 합성 광학 시스템의 초점거리인 f12345, 및 제6렌즈(66)의 초점거리인 f6은 표24에 나타낸다.
Figure 112018083962258-pat00025
표24에서 보면, 제6 데이터 실시예에서 TTL/2ih=0.704이므로, 상기 조건식1을 만족한다. 또한, 표24에서 보면, 제6 데이터 실시예에서 ih/f=0.835이므로, 상기 조건식2를 만족한다. 또한, 표24에서 보면, 제6 데이터 실시예에서 f/f12345=1.020 이므로, 상기 조건식3를 만족한다. 또한, 표20에서 보면 제6 데이터 실시예에서 f/f6=0.182이므로, 상기 조건식4를 만족한다.
도12는 제6 데이터 실시예에 따른 무한의 포커스 상태의 각 수차를 도시한 도면이다.
도12에서 구면수차, 비점수차, 왜곡수차의 도면을 도시한다.
구면수차 및 비점수차 도면에서, 점선으로 d선(파장 587.6nm)의 값을 표시하고, 쇄선으로 g선(파장 435.8nm)의 값을 표시하고, 실선으로 c선(파장 656.3nm)의 값을 표시한다. 또한, 비점수차도에서, 굵은 선으로 구결적 상면의 값을 표시하고, 가는 선으로 자오적 상면의 값을 표시한다.
또한, 왜곡수차 도면에서 d선, g선, c선의 그래프가 거의 동일하므로, d선의 그래프를 대표로 나타낸다.
각 수차도에서 보다 싶이, 제6 데이터 실시예에 따른 각 수차에 대한 보정이 우수하고, 보다 좋은 결상 성능을 구비한다.
[촬상 장치의 구조]
본 발명의 촬상 장치는 촬상 렌즈; 및 상기 촬상 렌즈에서 찍은 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비한다. 상기 촬상 렌즈의 구성은, 물체측에서 상측까지 순서대로, 물체측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈; 상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈; 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈; 상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이며, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 제6렌즈가 배치된다..
즉, 본 발명에 따른 촬상 장치의 촬상 렌즈는 양의 굴절력, 음의 굴절력, 양/음의 굴절력, 양의 굴절력, 음의 굴절력, 양/음의 굴절력을 갖는 6개의 렌즈로 구성된 구조에서, 제2렌즈 및 제4렌즈는 반달 형상의 렌즈이고, 제3렌즈 및 제5렌즈는 양면이 비구면인 렌즈이며, 제5렌즈 및 제6렌즈는 변곡점을 갖는 비구면 렌즈이다.
또한, 본 발명에 따른 촬상 장치에서, 촬상 렌즈의 제6렌즈는 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행한다. 통상의 촬상 장치에서, 촬상 렌즈와 결상면사이에 적외선 차단 필터를 제공한다. 따라서, 통상의 촬상 렌즈는 보다 긴 백 포커스를 필요로 하는 이유로, 촬상 렌즈의 박형화를 구현하기 어렵다. 한편, 본 발명의 촬상 렌즈는 보다 짧은 백 포커스를 갖는 디자인으로 인해, 박형화를 구현할 수 있다.
또한, 제6렌즈의 광 투과율로서, 380nm 내지 430nm 파장 영역에서 임의의 파장에서의 투과율이 절반(50%)이고, 500nm 내지 600nm 전체 파장 영역에서 투과율이 80% 이상, 730nm 내지 800nm 전체 파장 영역에서 투과율이 10%이하인 것이 바람직하다.
또한, 제6렌즈의 물체 측으로 향하는 전면의 곡률은 촬상 렌즈의 다른 렌즈면의 곡률보다 작다. 이러한 전면의 형상은, 전형적으로 평면을 채용할 수 있다. 제6렌즈의 전면이 낮은 곡률의 면일 경우, 제1렌즈 내지 제5렌즈의 상면만곡, 왜곡수차를 보정하는 임무 및 센서의 최적 입사각(이하, CRA라고 칭함)을 보정하는 임무를 촬상 렌즈의 마지막 면인 제6렌즈의 배면에 수집시킨다.
상면만곡, 왜곡수차를 보정하는 역할을 하는 보정면이 결상면에서 보다 멀리 떨어져 있을 경우(예로, 제6렌즈의 전면을 보정보정면으로, 후면을 저 곡률면으로 가정할 경우), 보정면을 투과한 광선 영역이 커진다. 이럴 경우, 제6렌즈의 보정보정면이 상면만곡 및 왜곡수차에 대한 보정 역할은 커지게 된다. 또한, 코마 수차가 발생을 무시할 수 없으므로, 보정보정면의 비구면 형상의 정밀도에 대한 공차를 엄격히 컨트롤 한다. 그러나, 상술한 바와 같이. 본 발명의 촬상 렌즈는 상대적으로 짧은 백 포커스로 설계할 수 있으므로, 제6렌즈를 통해 상면만곡 및 왜곡수차를 보정하여 형상에 대한 정밀도 공차의 범위를 크게 할 수 있다.
또한, CRA 보정을 위해, 보정면이 제5렌즈의 배면에서 출사된 광의 각도를 조정하여 보정면과 결상면사이의 거리를 보다 멀어지게 할 경우(예로, 제6렌즈의 전면을 보정면으로, 후면을 낮은 곡률의 면으로 가정할 경우), 제1 렌즈 내지 제5렌즈 상의 왜곡수차의 양을 양의 방향으로 크게 발생하는 이유로, 특히 제1 렌즈 내지 제5렌즈의 물체 측의 비구면 량이 지수 함수적으로 증가하여, 제1 렌즈 내지 제5렌즈의 제조가 어려워진다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 촬상 렌즈는 보다 짧은 백 포커스로 설계할 수 있으므로, CRA보정을 구현할 수 있다.
또한, 제6렌즈가 구비한 적외선 차단 필터 기능을 금속 다층막의 증착 혹은 염료 스핀 코팅 등에 의해 제공된 필터층을 통해 구현할 경우, 층을 균일하도록 하기 위해, 낮은 곡률의 면에 필터층을 필요로 한다. 상술한 바와 같이, 낮은 곡률의 면에 필터층을 설치할 경우, 코팅제 박리, 불완전 코팅 혹은 스폿팅(국부적인 과도 코팅) 등으로 인해 층에 얼룩이 생기는 것을 피할 수 없다. 제6렌즈의 전면은 비구면으로 구성된 수차 보정면이고, 후면은 적외선 차단 필터 기능을 갖는 낮은 곡률의 면일 경우, 필터층과 결상면 사이의 거리가 짧아지면서, 상에　생기는　흑점 등의　불량 정황의　평가 기준인　"결함 영역/광 투과 영역"의　비가 커지므로,　제조 규격으로서　현실적이지 않다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 촬상 렌즈에서 제6렌즈은 곡률이 낮은 전면을 갖고, 배면은보정면이므로, 필터층과 결상면 사이의 거리가 보다 길어지고, "결함 영역/광 투과 영역"의 비가 작아진다.
또한, 본 발명의 촬상 장치의 촬상 렌즈는 아래의 조건식1 및 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL는 제1렌즈의 물체측 면에서면 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이다.
TTL/2ih < 0.8 (식1)
0.75 < ih/f < 0.9 (식2)
조건식1은 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리 및 최대 상 높이의 비를 정하는 조건식이고, 촬상 렌즈에서 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축 상의 거리는 일반적으로 광학적 전장으로 지칭된다.
촬상 렌즈가 조건식1을 만족하지 않을 경우, 최대 상 높이가 너무 작거나 광학적 전장이 너무 길어진다. 최대 상 높이가 너무 작으면, 촬상 렌즈의 시야각이 부족하여 광각 렌즈로서의 기능이 손해보게 된다. 또한, 광학적 전장이 너무 길어지면, 촬상 렌즈의 박형화 요건을 만족시키기 어렵다.
조건식2는 최대 상 높이와 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점 거리(이하, "전체 시스템의 초점 거리"라고 지칭)의 비를 정하는 조건식이다.
촬상 렌즈가 식2의 하한치보다 작을 경우, 전체 시스템의 초점거리가 너무 길거나 최대 상 높이가 너무 작다. 전체 시스템의 초점거리가 너무 길어질 경우, 시야각이 충분하지 않거나 광학적 전장이 너무 길어지며, 촬상 렌즈의 대구경화 및 박형화를 구현하기 어렵다. 또한, 최대 상 높이가 너무 작으면, 상술한 바와 같이, 촬상 렌즈의 대구경화를 만족시키기 어려워진다.
한편, 촬상 렌즈가 조건식2의 상한치를 초과할 경우, 전체 시스템의 초점거리가 너무 짧거나 최대 상 높이가 너무 크다. 따라서, 촬상 렌즈의 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현하기 어렵다.
따라서, 촬상 렌즈가 조건식1과 조건식2를 만족할 경우, 촬상 렌즈의 박형화 및 대구경화를 만족할 수 있고, 수차 및 결상 성능의 고성능화를 구현할 수 있다.
도13은 본 발명의 촬상 장치의 일 실시예에 따른 스마트폰의 모듈 구조 도면이다.
스마트폰(100)은, 표시부 및 입력부로서 기능하는 터치 스크린을? 구비한 디스플레이 장치(101); 터치 스크린을 구비한 디스플레이 장치(101)에 의해 정보의 입출력, 각종 정보 처리 및 제어 처리 등을 수행하는CPU(중앙 처리 장치)(102); CPU (102)의 제어에 따라 전화 통신이나 Wi-Fi 통신 등을 수행하는 통신부(103); 각종 정보를 저장하는 저장부 (104); 상기 실시예의 촬상 렌즈 (1, …, 6)를 사용하는 촬상 렌즈 (105); 촬상 렌즈 (105)에 의해 결상된 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자 (이미지 센서) (106); 및 스마트폰 (100)의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원부(107)을 구비한다.
CPU(102)는 촬상 소자(106)에 의해 전환한 광학 이미지로 전환시켜 얻은 전기 신호를 이미지 데이터로서 판독하고, 각종 신호 처리 또는 이미지 처리를 수행한다. 또한, 터치 스크린을 구비한 디스플레이 장치(101)를 통해 입력된 사용자 지시에 따라, 이미지 데이터에 따른 이미지를 터치 스크린을 구비한 디스플레이 장치상에 표시하거나, 또는 이미지 데이터를 저장부(104)에 저장하거나, 또는 통신부(103)를 통해 발송한다.
또한, 상술 설명에서 스마트폰을 예시로 본 발명의 촬상 장치의 일 실시예를 설명했으나, 본 발명의 촬상 장치는 스마트 폰을 제외한 다른 휴대폰일 수 있고, 또는 태블릿 PC 혹은 노트북 등 이동 단말기일 수 있으며, 또는 디지털 카메라일 수 있다.

Claims (7)

  1. 촬상 렌즈에 있어서, 물체측에서 상측까지 순서대로,
    물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 양의 굴절력을 갖는 제1렌즈;
    음의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제2렌즈;
    상측 면이 오목하고 두개의 면이 비구면 형상을 갖는 제3렌즈;
    상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 갖는 반달 형상의 제4렌즈;
    상측 면은 광축 상에서 오목하고 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖고, 두개의 면은 비구면 형상이며, 음의 굴절력을 갖는 제5렌즈;
    상측을 향하는 배면이 광축 이외의 위치에서 변곡점을 갖는 비구면이고, 물체 측을 향하는 전면은 상기 촬상 렌즈의 다른 임의의 렌즈보다 작은 곡률을 갖는, 적외선 차단 필터로서의 기능을 수행하는 제6렌즈가 배치되며,
    아래의 조건식1 및 조건식2를 만족하되, 여기서 TTL은 제1렌즈의 물체측 면에서 상측 면까지의 광축상의 거리이고, ih는 최대 상 높이고, f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리인 촬상 렌즈.
    TTL/2ih < 0.8 (조건식1)
    0.75 < ih/f < 0.9 (조건식2)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 렌즈 재료에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 상기 전면에 설치된 적외선 차단층에 의해 적외선 차단 필터로서의 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 물체측에 위치한 기판부 및 상측에 위치한 비구면 렌즈부가 조합되어 구성된합성 렌즈이라는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    아래의 조건식3 및 조건식4를 만족하되, 여기서 f는 촬상 렌즈의 전체 시스템의 초점거리이고, f12345는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 합성 초점거리이고, f6은 제6렌즈의 초점거리인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    0.9 < f/f12345 < 1.1 (조건식3)
    -0.5 < f/f6 < 0.3 (조건식4)
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 물체측 면이 오목하고 상측 면이 볼록한 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 촬상 렌즈; 및 상기 촬상 렌즈가 찍은 광학 이미지를 전기 신호로 전환시키는 촬상 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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