KR102400015B1 - 촬영 렌즈 및 이를 포함하는 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

촬영 렌즈는 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈; 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상인 제2렌즈; 음의 굴절력을 가지는 제3렌즈; 상측 면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 상측 면이 변곡점을 가지는 형상인 제5렌즈;를 포함하며, 다음 조건을 만족한다.
2.1 < f < 2.8
Dp5s2i-Dp5s2m < 0.74
여기서, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이고, Dp5s2i는 상기 제5렌즈의 상측면에서 상면까지의 광축상의 거리이며, Dp5s2m는 상기 제5렌즈 상측면의 광축상의 점에서 상기 제5렌즈 상측면의 가장 볼록한 정점까지의 광축 방향으로의 거리이다.

Description

촬영 렌즈 및 이를 포함하는 촬영 장치{Imaging lens and imaging apparatus including the same}
본 개시는 촬영 렌즈 및 이를 포함하는 촬영 장치에 관한 것이다.
최근, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 널리 보급되고 있다.
카메라의 해상도를 높이기 위해 고체 촬상 소자의 화소 집적도는 높아지고 있다. 이와 함께 카메라에 내장되는 촬영 렌즈의 성능 개선을 통해서 카메라의 소형화 및 경량화도 진행되고 있다. 고체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치는 소형화에 적합하므로 최근에는 스마트 폰 등의 모바일 기기에도 적용되고 있다.
일반적으로, 광학 성능 확보를 위해, 많은 수의 렌즈를 사용하는 것이 유리하지만, 이 경우, 카메라의 소형화, 경량화, 가격 경쟁력에는 불리해진다. 렌즈 매수가 작을 경우, 소형화, 가경 경쟁력 측면에서는 유리하지만, 수차 보정이 충분하지 않을 수 있다.
스마트 폰의 바디 두께는 점점 더 슬림해지고 있으며, 이에 채용되는 촬영 렌즈 모듈의 소형화가 더욱 중요해지고 있다. 그리고, 카메라에 대한 소비자의 전문성이 지속적으로 높아져 감에 따라, 소형화와 함께, 용도에 알맞은 광학 성능을 구현하는 설계안이 요구되고 있다. 따라서, 원하는 성능 확보와 함께, 소형화, 경량화, 저비용화를 도모할 수 있는 촬영 렌즈의 설계가 필요하다.
본 개시는 수차 특성이 양호하고 광각인 촬영 렌즈 및 이를 포함하는 촬영 장치를 제공하고자 한다.
일 유형에 따른 촬영 렌즈는 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈; 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상인 제2렌즈; 음의 굴절력을 가지는 제3렌즈; 상측 면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 상측 면이 변곡점을 가지는 형상인 제5렌즈;를 포함하며, 다음 조건을 만족한다.
2.1 < f < 2.8
Dp5s2i-Dp5s2m < 0.74
여기서, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이고, Dp5s2i는 상기 제5렌즈의 상측면에서 상면까지의 광축상의 거리이며, Dp5s2m는 상기 제5렌즈 상측면의 광축상의 점에서 상기 제5렌즈 상측면의 가장 볼록한 정점까지의 광축 방향으로의 거리이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
40.0° < ω < 46.5°
여기서, ω는 촬영 렌즈의 반화각이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
-14 < R6 < 5
여기서, R6은 상기 제3렌즈의 상측 면의 곡률 반경이다.
상기 제3렌즈는 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제3렌즈는 상측 면이 오목한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제4렌즈는 양의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제5렌즈는 음의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈는 물체측 면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
15 < V3 <26
여기서, V3는 상기 제3렌즈의 아베수이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
50 < V2 < 60
50 < V4 < 60
50 < V5 < 60
여기서, V2, V4, V5는 각각 상기 제2렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈의 아베수이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
0.5 < f2/f < 1.0
여기서, f2는 상기 제2렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
0.3 < f4/f < 1.0
여기서, f4는 상기 제4렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
-4.0 < f3/f < -1.0
여기서, f3는 상기 제3렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
-1.2 < f5/f < 0
여기서, f5는 상기 제5렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
상기 촬영 렌즈는 다음 조건을 더 만족할 수 있다.
1.8 < CT4/CT3 < 4.0
여기서, CT4, CT3는 각각 상기 제4렌즈, 제3렌즈의 두께이다.
또한, 일 유형에 따른 촬영 장치는 상술한 어느 하나의 촬영 렌즈; 상기 촬영 렌즈에 의해 형성된 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함한다.
상술한 촬영 렌즈는 렌즈 각각의 렌즈면 형상이 조절되고, 렌즈간 배치 및 초점 거리가 설점됨으로써, 각종 수차가 감소된 고해상도의 이미지를 형성할 수 있다.
또한, 5매의 플라스틱 렌즈를 사용하여 경량화 및 비용 절감에 유리하다.
또한, 소형의 광각 렌즈를 구현함으로써, 모바일용 기기에 장착되는 초소형 광학기기에 적용되기에 적합하다.
도 1은 제1실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 2는 제1실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 4는 제2실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 5는 제3실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 6은 제3실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 7은 제4실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 8은 제4실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 9는 제5실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 10은 제5실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 11은 제6실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 12는 제6실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
도 13은 제7실시예에 따른 촬영 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 14는 제7실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보이는 수차도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하의 설명에서, 각 렌즈에서 '물체측 면'은 광축을 기준으로 하여 물체(OBJ) 측을 향하는 렌즈 면으로 도면상 좌측 면을 의미하고, '상측 면'은 광축을 기준으로 상면(IMG) 측을 향하는 렌즈면으로 도면상 우측 면을 의미한다.
도 1은 제1실시예에 따른 촬영 렌즈(1000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(1000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 제1렌즈(101), 제2렌즈(201), 제3렌즈(301), 제4렌즈(401) 및 제5렌즈(501)를 포함한다. 제1렌즈(101)는 음의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 제2렌즈(201)는 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 제3렌즈(301)는 음의 굴절력을 가지며, 상측면이 볼록한 형상일 수 있다. 제4렌즈(401)는 상측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 제5렌즈(501)는 상측면이 변곡점을 가지는 형상일 수 있으며, 광축 근방에서 상측면이 오목한 형상일 수 있다.
제5렌즈(501)와 상면(IMG) 사이에는 필터(600)가 더 배치될 수 있다. 필터(600)는 예를 들어 적외선 차단 필터일 수 있다. 필터(600)는 생략될 수 있고, 이와 함께, 또는 선택적으로, 커버 글래스가 배치될 수도 있다. 상면(IMG)에는 CCD (Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서(미도시)가 놓이게 된다.
촬영 렌즈(1000)는 전장을 줄이고, 양호한 광학 성능이 구현될 수 있도록, 제1렌즈(101) 내지 제5렌즈(501)의 세부적인 형상을 설정하고 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족한다.
2.1 < f < 2.8 (1)
여기서, f는 촬영 렌즈(1000)의 초점 거리이다.
조건 (1)은 실시예에 따른 촬영 렌즈(1000)가 구현하고자 하는 초점 거리 범위를 제시하고 있다.
촬영 렌즈(1000)는 상기 조건을 구현하며, 이와 함께, 수차 보정, 광각 등의 양호한 광학 성능 및 소형화 요건을 위한 추가적인 조건들을 더 만족할 수 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
Dp5s2i-Dp5s2m < 0.74 (2)
Dp5s2i는 제5렌즈(501)의 상측 면에서 상면(IMG)까지의 광축상의 거리이며, Dp5s2m는 제5렌즈(501) 상측면의 광축상의 점에서 제5렌즈(501) 상측면의 가장 볼록한 정점까지의 광축 방향으로의 거리이다.
조건 (2)는 제5렌즈(501)의 상측면 형상을 규정하고 있으며, 상기 조건에 따라, 양호한 광학 성능이 달성될 수 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
40.0° < ω < 46.5° (3)
여기서, ω는 촬영 렌즈(1000)의 반화각이다.
조건 (3)은 촬영 렌즈의 화각 범위를 규정하며, 이에 따라 80°보다 큰 광각의 화각이 구현된다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
-14 < R6 < 5 (4)
여기서, R6은 제3렌즈(301)의 상측 면의 곡률 반경이다.
조건 (4)는 제3렌즈(301)의 상측 면 형상을 규정하고 있다. 상기 조건 범위 내에서, 제3렌즈(301)의 상측 면은 볼록 또는 오목할 수 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
15 < V3 <26 (5)
여기서, V3는 제3렌즈(301)의 아베수이다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
50 < V2 < 60 (6)
50 < V4 < 60 (7)
50 < V5 < 60 (8)
여기서, V2, V4, V5는 각각 제2렌즈(201), 제4렌즈(401), 제5렌즈(501)의 아베수이다.
조건 (5) 내지 조건 (8)은 제2렌즈(201) 내지 제5렌즈(501)의 아베수 범위를 설정하고 있으며, 상기 조건에 따라, 촬영 렌즈(1000)의 색수차, 즉, 축상의 종색수차와 비축상의 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.
상기한 조건을 만족하는 플라스틱 재질을 제2렌즈(201) 내지 제5렌즈(501)에 채용하여, 경량화를 도모하고, 수차 보정을 위한 비구면 형성을 보다 용이하게 할 수 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
0.5 < f2/f < 1.0 (9)
여기서, f2는 제2렌즈(201)의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈(1000)의 초점 거리이다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
0.3 < f4/f < 1.0 (10)
여기서, f4는 제4렌즈(401)의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈(1000)의 초점 거리이다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
-4.0 < f3/f < -1.0 (11)
여기서, f3는 제3렌즈(301)의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈(1000)의 초점 거리이다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
-1.2 < f5/f < 0 (12)
여기서, f5는 제5렌즈(501)의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈(1000)의 초점 거리이다.
조건 (9) 내지 조건 (12)는 제2렌즈(201) 내지 제5렌즈(501)의 굴절력 배분과 관련되며, 즉, 촬영 렌즈(1000)의 전체의 초점 거리에 대한 각 렌즈의 초점 거리의 비의 범위를 규정한다. 상기 조건에 따라, 각 렌즈의 굴절력을 적절히 설정함으로써, 상면 만곡 등의 수차 보정이 양호하게 이루어지며 전체 초점 거리를 원하는 범위로 구현할 수 있다.
촬영 렌즈(1000)는 다음 조건을 만족할 수 있다.
1.8 < CT4/CT3 < 4.0 (13)
여기서, CT4, CT3는 각각 제4렌즈(401), 제3렌즈(301)의 두께이다.
제1렌즈(101) 내지 제5렌즈(501)는 수차 보정을 위해 비구면을 적절히 채용하고 있다. 예를 들어, 제1렌즈(101) 내지 제5렌즈(501)는 각각 적어도 한 면을 비구면으로 할 수 있다. 또는 양면이 비구면일 수 있다. 제1렌즈(101) 내지 제5렌즈(501)는 모두 플라스틱 재질의 양면 비구면 렌즈로 구현될 수 있고, 이에 따라, 수차 보정을 위한 비구면 형성이 용이하고, 경량화된 촬영 렌즈(1000)가 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들의 구체적인 구성을 렌즈 데이터들과 함께 기술한다. 렌즈 데이터에서, ST는 조리개를 의미하며, f는 초점거리, ω는 반화각, F_number는 F수, TTL은 광학 전장, 즉, 가장 물체측 면에서 상면까지의 거리이다. 초점 거리, 광학 전장, 곡률 반경, 두께 또는 공기 간격의 단위는 mm이다.
비구면의 정의는 다음과 같다.
Figure 112015018312993-pat00001
여기서, Z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리이고, Y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리이며, K는 코닉상수(conic constant), A, B, C, D, E, F는 비구면계수, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(1/R)이다.
<제1실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 촬영 렌즈(1000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(1000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(101), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(201), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(301), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(401), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(501)를 포함한다.
제1실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.25, ω= 42.2°, f=2.47mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1 1.681 0.25 1.657 21.5
2 1.198 0.04 　 　
3(ST) 1.173 0.373 1.546 56
4 -8.568 0.407 　 　
5 -2.204 0.208 1.657 21.5
6 -4.532 0.185 　 　
7 -1.93 0.588 1.546 56
8 -0.58 0.125 　 　
9 2.893 0.33 1.546 56
10 0.578 0.413 　 　
11 infinity 0.11 1.517 64.2
12 infinity 0.461 　 　
IMG infinity -0.01 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F
1 0.0000.E+00 -1.6358.E-01 -7.7723.E-02 3.2059.E-02 -2.9404.E-01 6.2968.E-01 -3.0580.E-01
2 -3.7953.E-01 -3.2529.E-01 4.7059.E-02 -5.1279.E-01 1.8271.E+00 -8.6218.E-01 -3.7688.E-02
3 -1.8581.E+00 -3.6169.E-02 1.0561.E-01 -2.9407.E-01 8.5824.E-01 -8.8557.E-01 3.7632.E-01
4 1.2831.E+02 -6.6873.E-02 -1.3973.E-01 4.3176.E-01 -1.4816.E+00 5.0364.E-01 6.9723.E-01
5 6.5760.E+00 -4.4684.E-01 6.8015.E-02 -5.3913.E-01 5.0232.E-01 2.0585.E+00 -2.9751.E+00
6 0.0000.E+00 -3.4078.E-01 1.8310.E-01 -2.5275.E-02 -8.1226.E-03 -1.8633.E-02 9.1507.E-02
7 0.0000.E+00 -8.6989.E-02 6.9099.E-03 -2.4873.E-03 1.9291.E-02 -1.5887.E-02 -1.7899.E-01
8 -3.1250.E+00 -3.1770.E-01 1.7329.E-01 -7.5864.E-02 8.7591.E-03 3.4867.E-02 2.2326.E-02
9 0.0000.E+00 -2.1837.E-01 5.5515.E-02 1.3873.E-02 -9.8137.E-03 1.8583.E-03 -1.2488.E-04
10 -4.7588.E+00 -1.1500.E-01 5.0381.E-02 -1.6526.E-02 2.7879.E-03 -1.4688.E-04 -7.8952.E-06
도 2는 제1실시예에 따른 촬영 렌즈의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.2700(nm), 587.5600(nm), 546.0700(nm), 486.1300(nm), 435.8400(nm)인 광에 대해 각각 나타내며, 상면만곡, 왜곡은 파장 546.0700(nm)인 광에 대해 나타낸다. 또한, 상면만곡 그래프에서, 구결상면(sagittal field curvature)과 자오상면(tangential field curvature)에서의 만곡을 S, T로 나타내고 있다.
<제2실시예>
도 3은 제2실시예에 따른 촬영 렌즈(2000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(2000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(102), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(202), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(302), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(402), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(502)를 포함한다.
제2실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.24, ω= 42.8°, f=2.40mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1 2.595 0.23 1.657 21.5
2 1.825 0.055 　 　
3(ST) 1.31 0.367 1.546 56
4 -6.081 0.297 　 　
5 -2.961 0.2 1.657 21.5
6 -10.189 0.292 　 　
7 -1.841 0.541 1.537 56
8 -0.588 0.105 　 　
9 3.098 0.385 1.537 56
10 0.601 0.402 　 　
11 infinity 0.11 1.517 64.2
12 infinity 0.478 　 　
IMG infinity 0.009 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F
1 0.0000.E+00 -1.4068.E-01 -1.0320.E-01 6.0318.E-01 -8.5935.E-01 -1.0235.E-01 5.5747.E-01
2 -8.2376.E-01 -3.7833.E-01 6.3598.E-01 -7.2634.E-02 7.3690.E-01 -1.1369.E+00 1.1590.E-02
3 -5.0278.E+00 -8.2180.E-02 4.8019.E-01 -6.2903.E-01 2.3974.E+00 -1.2306.E+00 5.0067.E-01
4 0.0000.E+00 -1.9022.E-01 -5.5521.E-01 2.3819.E+00 -3.0155.E+00 7.1127.E-01 5.5456.E+00
5 0.0000.E+00 -5.6979.E-01 4.8572.E-01 6.1374.E-01 5.3532.E-01 1.2480.E-01 -4.3042.E+00
6 0.0000.E+00 -3.8257.E-01 5.9214.E-01 2.5875.E-01 -5.2777.E-01 -2.8650.E-01 1.3299.E-01
7 0.0000.E+00 -1.2627.E-01 2.2834.E-02 -6.9508.E-02 4.0022.E-01 1.9903.E-02 -7.4806.E-01
8 -3.1813.E+00 -3.7667.E-01 2.4218.E-01 -1.0753.E-01 -2.5952.E-02 1.7640.E-01 -2.1649.E-02
9 0.0000.E+00 -2.3636.E-01 7.9395.E-02 5.2250.E-04 -8.0850.E-03 3.2375.E-03 -5.0868.E-04
10 -4.9549.E+00 -1.2380.E-01 5.5241.E-02 -1.8499.E-02 2.8127.E-03 -2.6292.E-05 -2.5318.E-05
도 4 본 발명의 제2실시예에 따른 촬상렌즈 시스템의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
<제3실시예>
도 5는 제3실시예에 따른 촬영 렌즈(3000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(3000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(103), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(203), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(303), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(403), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(503)를 포함한다.
제3실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.24, ω= 42.2°, f=2.52mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1(ST) 1.531 0.251 1.657 21.5
2 1.12 0.049 　 　
3 1.24 0.52 1.546 56
4 -4.692 0.436 　 　
5 -1.011 0.22 1.657 21.5
6 -1.857 0.084 　 　
7 -37.617 0.514 1.546 56
8 -0.731 0.169 　 　
9 5.264 0.334 1.546 56
10 0.648 0.392 　 　
11 infinity 0.11 1.517 64.2
12 infinity 0.412 　 　
IMG infinity -0.008 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F
1 -1.8118.E-01 -1.9615.E-01 4.7127.E-02 -1.9585.E-01 -1.8129.E-02 -9.1270.E-03 1.5339.E-02
2 -6.1112.E-01 -3.3873.E-01 -5.3574.E-02 5.0273.E-01 -1.1410.E+00 4.7505.E-01 1.5536.E-02
3 -1.8850.E+00 -6.9278.E-02 5.4219.E-02 -1.4353.E-01 7.6777.E-01 -1.4247.E+00 8.8105.E-01
4 -2.2316.E+01 -9.2330.E-02 -4.9574.E-02 -4.0310.E-02 3.3654.E-02 -1.4196.E-02 2.4893.E-01
5 -3.9591.E-01 -1.8085.E-01 1.5816.E-01 2.3450.E-01 1.9706.E-02 -1.4296.E-01 3.9474.E-02
6 7.1497.E-01 -2.9743.E-01 3.6499.E-01 -1.8543.E-02 -4.4403.E-02 1.9379.E-01 -1.7701.E-01
7 0.0000.E+00 -1.4888.E-01 1.1932.E-01 -1.9331.E-01 3.7424.E-02 1.3280.E-01 -1.2365.E-01
8 -4.0364.E+00 -1.6479.E-02 1.3050.E-02 -7.2000.E-02 3.9137.E-02 1.8147.E-02 -6.0805.E-03
9 5.0065.E+00 -2.0488.E-01 5.7466.E-02 2.0509.E-02 -1.3505.E-02 2.3269.E-03 -1.1917.E-04
10 -5.1485.E+00 -1.3715.E-01 7.6787.E-02 -2.9677.E-02 6.4260.E-03 -6.7250.E-04 2.2474.E-05
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 촬상렌즈 시스템의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
<제4실시예>
도 7은 제4실시예에 따른 촬영 렌즈(4000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(4000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(104), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(204), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(3043), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(404), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(504)를 포함한다.
제4실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.22, ω= 42.7°, f=2.42mm
면 곡률 반경 두께또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1 2.01 0.21 1.657 21.5
2 1.502 0.055 　 　
3(ST) 1.351 0.372 1.546 56
4 -6.677 0.363 　 　
5 -2.27 0.202 1.657 21.5
6 -4.631 0.231 　 　
7 -1.839 0.527 1.537 56
8 -0.615 0.106 　 　
9 2.642 0.392 1.537 56
10 0.622 0.402 　 　
11 infinity 0.11 1.517 64.2
12 infinity 0.508 　 　
IMG infinity 0.007 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F
1 0.0000.E+00 -1.6829.E-01 1.2645.E-02 2.7072.E-01 -5.8916.E-01 -9.1162.E-02 5.7645.E-01
2 2.5278.E-02 -3.4405.E-01 3.2026.E-01 5.4025.E-01 1.7076.E-01 -1.1453.E+00 -1.3426.E-02
3 -3.5603.E+00 -8.6320.E-02 2.6824.E-01 6.5502.E-02 1.4434.E+00 -1.2201.E+00 5.0044.E-01
4 9.8075.E+01 -1.4686.E-01 -3.2591.E-02 3.8681.E-01 -3.1142.E-01 7.0247.E-01 5.5554.E+00
5 2.7535.E+00 -4.3062.E-01 1.8605.E-01 3.8082.E-01 1.4958.E+00 1.2933.E-01 -4.2927.E+00
6 0.0000.E+00 -2.9717.E-01 3.5446.E-01 8.5011.E-02 7.7787.E-03 -2.6934.E-02 -3.3028.E-01
7 0.0000.E+00 -2.0989.E-02 5.6829.E-02 -1.2732.E-02 5.0583.E-02 -4.3455.E-02 -2.0581.E-01
8 -3.2054.E+00 -3.2569.E-01 2.3047.E-01 -4.5659.E-02 1.6141.E-02 3.4171.E-02 9.7601.E-03
9 0.0000.E+00 -2.5308.E-01 6.8360.E-02 1.6609.E-02 -1.2063.E-02 2.4083.E-03 -1.8735.E-04
10 -4.8299.E+00 -1.2492.E-01 5.2751.E-02 -1.7313.E-02 3.2835.E-03 -3.0418.E-04 1.1973.E-05
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 촬영 렌즈(4000)의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
<제5실시예>
도 9는 제5실시예에 따른 촬영 렌즈(5000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(5000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(105), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(205), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(305), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(405), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(505)를 포함한다.
제5실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.26, ω= 42.4°, f=2.47mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1 1.779 0.2 1.657 21.5
2 1.387 0.06 　 　
3(ST) 1.372 0.365 1.546 56
4 -6.881 0.37 　 　
5 -2.331 0.204 1.657 21.5
6 -4.877 0.246 　 　
7 -1.968 0.528 1.537 56
8 -0.616 0.106 　 　
9 2.776 0.376 1.537 56
10 0.61 0.402 　 　
11 infinity 0.11 1.517 64.2
12 infinity 0.511 　 　
IMG infinity 0.007 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F
1 0.0000.E+00 -1.8926.E-01 2.1813.E-02 2.5332.E-01 -6.8192.E-01 -6.2199.E-02 6.5162.E-01
2 8.3014.E-02 -3.3631.E-01 2.9609.E-01 4.6894.E-01 1.7744.E-01 -1.1698.E+00 -5.4053.E-02
3 -3.0086.E+00 -7.4914.E-02 2.5809.E-01 6.3074.E-02 1.4718.E+00 -1.2016.E+00 5.3973.E-01
4 9.6478.E+01 -1.5791.E-01 1.6731.E-03 3.3706.E-01 -4.5580.E-01 6.8335.E-01 5.5084.E+00
5 2.8265.E+00 -4.3018.E-01 1.8076.E-01 3.7499.E-01 1.4574.E+00 1.3767.E-01 -4.2671.E+00
6 0.0000.E+00 -3.1534.E-01 3.5149.E-01 8.5389.E-02 4.5155.E-02 -2.6552.E-02 -2.8787.E-01
7 0.0000.E+00 -4.9908.E-02 3.1919.E-02 8.7418.E-03 4.0503.E-02 -5.6329.E-02 -1.9397.E-01
8 -3.3460.E+00 -3.2173.E-01 2.3552.E-01 -5.7204.E-02 1.0834.E-02 2.8603.E-02 6.4164.E-03
9 0.0000.E+00 -2.5009.E-01 7.0033.E-02 1.7568.E-02 -1.3011.E-02 2.5565.E-03 -1.8459.E-04
10 -4.8731.E+00 -1.2435.E-01 5.3068.E-02 -1.7331.E-02 3.1496.E-03 -2.3122.E-04 6.7012.E-07
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 촬영 렌즈(5000)의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
<제6실시예>
도 11은 제6실시예에 따른 촬영 렌즈(6000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(6000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(106), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(206), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(306), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(406), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(506)를 포함한다.
제6실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.155, ω= 42.7°, f=2.37mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 800 　 　
1 1.637 0.19 1.547 56
2 1.124 0.039 　 　
3(ST) 1.124 0.452 1.547 56
4 -2.618 0.028 　 　
5 10.356 0.19 1.658 21.5
6 2.232 0.447 　 　
7 -1.33 0.58 1.547 56
8 -0.729 0.029 　 　
9 2.165 0.537 1.538 56
10 0.736 0.313 　 　
11 infinity 0.11 1.519 64.2
12 infinity 0.517 　 　
IMG infinity 0 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F G H J
1 -1.368E+01 -2.435E-02 1.340E-01 -1.029E+00 1.353E+00 -1.775E-01 -9.241E-01 -8.149E-01 -3.007E-01 -1.618E-02
2 -1.044E+01 -4.531E-01 8.362E-01 -5.434E-01 1.506E+00 -1.019E+01 9.338E+00 -3.561E+00 -1.543E-01 0.000E+00
3 -1.095E+01 -1.491E-01 2.231E-02 9.055E-01 7.624E-01 -1.508E+01 1.381E+01 -6.427E+00 -1.114E-01 0.000E+00
4 -4.969E+01 -4.837E-01 8.958E-01 -3.283E+00 1.064E+01 -2.483E+01 2.358E+01 -9.257E+00 1.151E-01 0.000E+00
5 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
6 -3.545E+00 1.911E-01 -2.681E-01 4.608E-02 6.721E-01 4.430E-01 -2.708E+00 1.995E+00 1.826E-02 0.000E+00
7 1.678E+00 1.023E-01 -4.191E-01 4.541E-01 -3.974E-01 5.950E-01 -6.053E-01 -2.036E-01 -4.602E-02 1.726E+00
8 -4.854E-01 3.523E-01 -4.394E-01 5.649E-01 -1.803E-01 -1.067E-01 7.227E-02 8.195E-02 7.719E-02 8.444E-02
9 -1.182E-01 -4.438E-01 3.672E-01 -2.037E-01 8.109E-02 -2.211E-02 3.339E-03 -1.242E-04 -1.432E-05 -1.046E-06
10 -4.476E+00 -1.804E-01 1.325E-01 -7.006E-02 2.305E-02 -4.406E-03 4.388E-04 -2.905E-05 3.689E-06 -2.661E-07
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 촬영 렌즈(6000)의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
<제7실시예>
도 13은 제7실시예에 따른 촬영 렌즈(7000)의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
촬영 렌즈(7000)는 물체(OBJ)측으로부터 상면(IMG)측으로 순서대로 배치된 것으로, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(107), 양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상의 제2렌즈(207), 음의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목한 메니스커스 형상을 가지는 제3렌즈(307), 상측 면이 볼록하고 양의 굴절력을 가지는 제4렌즈(407), 상측 면이 변곡점을 가지는 형상이고, 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(507)를 포함한다.
제7실시예의 렌즈 데이터는 다음과 같다.
F-number=2.14, ω= 41.0°, f=2.54mm
면 곡률 반경 두께 또는 공기간격 굴절률 아베수
OBJ infinity 500 　 　
1 1.544 0.19 1.547 56
2 1.434 0.048 　 　
3(ST) 1.526 0.347 1.547 56
4 -6.179 0.042 　 　
5 8.42 0.275 1.658 21.5
6 2.532 0.491 　 　
7 -2.238 0.528 1.547 56
8 -0.889 0.134 　 　
9 1.838 0.463 1.538 56
10 0.731 0.418 　 　
11 infinity 0.11 1.519 64.2
12 infinity 0.411 　 　
IMG infinity 0.02 　 　
다음은 비구면 계수이다.
　 K A B C D E F G H J
1 -8.108E+00 2.480E-02 1.140E-01 -8.245E-01 1.722E+00 -1.183E+00 4.579E-01 -9.526E-01 -3.640E-01 1.155E-08
2 -1.438E+01 -2.415E-01 6.029E-01 -1.191E+00 3.792E+00 -7.245E+00 1.063E+01 -4.112E+00 -1.828E-01 0.000E+00
3 -1.781E+01 -1.073E-01 2.316E-01 -4.901E-01 1.535E+00 -7.638E+00 1.572E+01 -7.372E+00 -1.319E-01 0.000E+00
4 -2.745E+01 -2.034E-01 4.837E-01 -6.133E+00 2.033E+01 -3.178E+01 2.604E+01 -1.074E+01 1.787E-01 0.000E+00
5 9.528E+01 -5.836E-02 4.141E-01 -6.660E+00 2.298E+01 -3.415E+01 2.864E+01 -1.394E+01 -1.106E-01 0.000E+00
6 4.653E+00 9.485E-02 -2.672E-01 -5.952E-01 1.462E+00 1.949E+00 -5.892E+00 3.536E+00 2.419E-02 0.000E+00
7 2.455E+00 1.758E-01 -5.970E-01 9.888E-01 -8.136E-01 6.840E-02 -2.420E-02 1.511E-01 3.301E-01 -4.377E-01
8 -4.818E-01 2.256E-01 -2.677E-01 3.292E-01 -8.714E-02 -5.897E-02 5.463E-02 3.848E-02 8.691E-03 -2.791E-02
9 -6.073E+00 -4.663E-01 4.009E-01 -2.141E-01 8.811E-02 -2.492E-02 3.718E-03 -1.385E-04 -8.579E-06 -1.794E-06
10 -4.147E+00 -2.074E-01 1.470E-01 -7.329E-02 2.285E-02 -4.507E-03 5.826E-04 -4.204E-05 -1.015E-06 3.881E-07
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 촬영 렌즈(7000)의 종방향 구면수차(LONGITUDINAL SPERICAL ABERRATION), 상면만곡(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 왜곡(DISTORTION)을 보이는 수차도이다.
다음 표는 실시예들에 따른 촬영 렌즈들의 초점 거리(f), 반화각(ω), 각 렌즈의 초점거리(f1, f2, f3, f4, f5), 광학 전장(TTL) 등 다양한 광학 사양과 상기 조건들과 관련된 수치를 보인다.
　 제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예 제5실시예 제6실시예 제7실시예
f 2.47 2.4 2.52 2.42 2.47 2.37 2.54
f1 -7.99 -10.61 -8.38 -10.82 -11.99 -7.54 -98.78
f2 1.91 2.01 1.85 2.09 2.13 1.5 2.27
f3 -6.77 -6.42 -3.76 -7.01 -7.02 -4.36 -5.61
f4 1.32 1.4 1.36 1.47 1.44 2.2 2.37
f5 -1.39 -1.47 -1.39 -1.6 -1.53 -2.39 -2.64
ω 42.2 42.8 42.3 42.7 42.4 42.7 41
TTL 3.48 3.47 3.48 3.48 3.48 3.43 3.48
f2/f 0.77 0.84 0.73 0.86 0.86 0.63 0.89
f3/f -2.74 -2.68 -1.49 -2.9 -2.84 -1.84 -2.21
f4/f 0.53 0.58 0.54 0.61 0.58 0.93 0.93
f5/f -0.56 -0.61 -0.55 -0.66 -0.62 -1.01 -1.04
CT4/CT3 2.83 2.71 2.34 2.61 2.59 3.05 1.92
Dp5s2i-Dp5s2m 　 0.62 0.68 0.59 0.71 0.71 0.64 0.67
상술한 실시예들은 광각이며, 전장이 짧고, 양호한 광학 성능을 가진다.
상술한 실시예들은 이러한 촬영 렌즈를 통해 형성된 광학 상(optical image)을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서와 함께 다양한 종류의 촬영 장치, 예를 들어, 디지털 카메라, 감시 카메라, 도어폰 등에 적용될 수 있다. 또한, 이러한 촬영 장치는 박형의 전자 기기, 예를 들어, 모바일 통신 기기등에 구비될 수 있다.
이러한 촬영 렌즈는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 -촬영 렌즈
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107-제1렌즈
201, 202, 203, 204, 205, 206, 207-제2렌즈
301, 302, 303, 304, 305,306, 307-제3렌즈
401, 402, 403, 404, 405, 406, 407-제4렌즈
501, 502, 503, 504, 505, 506, 507-제5렌즈

Claims (16)

  1. 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 배치된 것으로,
    음의 굴절력을 가지는 제1렌즈;
    양의 굴절력을 가지며, 물체측 면이 볼록한 형상인 제2렌즈;
    음의 굴절력을 가지며 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상인 제3렌즈;
    상측 면이 볼록한 형상인 제4렌즈;
    상측 면이 변곡점을 가지는 형상인 제5렌즈;를 포함하며,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    2.1 < f < 2.8
    Dp5s2i-Dp5s2m < 0.74
    -14 < R6 < 5
    여기서, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이고, Dp5s2i는 상기 제5렌즈의 상측면에서 상면까지의 광축상의 거리이며, Dp5s2m는 상기 제5렌즈 상측면의 광축상의 점에서 상기 제5렌즈 상측면의 가장 볼록한 정점까지의 광축 방향으로의 거리이고, R은 상기 제3렌즈의 상측 면의 곡률 반경이다.
  2. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    40.0° < ω < 46.5°
    여기서, ω는 촬영 렌즈의 반화각이다.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬영 렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 음의 굴절력을 가지는 촬영 렌즈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 물체측 면이 볼록한 형상을 가지는 촬영 렌즈.
  9. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    15 < V3 <26
    여기서, V3는 상기 제3렌즈의 아베수이다.
  10. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    50 < V2 < 60
    50 < V4 < 60
    50 < V5 < 60
    여기서, V2, V4, V5는 각각 상기 제2렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈의 아베수이다.
  11. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    0.5 < f2/f < 1.0
    여기서, f2는 상기 제2렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
  12. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    0.3 < f4/f < 1.0
    여기서, f4는 상기 제4렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
  13. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    -4.0 < f3/f < -1.0
    여기서, f3는 상기 제3렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
  14. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    -1.2 < f5/f < 0
    여기서, f5는 상기 제5렌즈의 초점 거리이고, f는 촬영 렌즈의 초점 거리이다.
  15. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 촬영 렌즈.
    1.8 < CT4/CT3 < 4.0
    여기서, CT4, CT3는 각각 상기 제4렌즈, 제3렌즈의 두께이다.
  16. 제1항, 제2항, 제6항 내지 제15항 중 어느 한 항의 촬영 렌즈;
    상기 촬영 렌즈에 의해 형성된 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하는 촬영 장치.
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