KR102458661B1

KR102458661B1 - 초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치

Info

Publication number: KR102458661B1
Application number: KR1020150037700A
Authority: KR
Inventors: 이용재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2022-10-25
Also published as: US10422982B2; US20160274339A1; KR20160112306A

Abstract

초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 초광각 렌즈가, 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배열된 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈 및 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈를 포함하고, 80도 이상의 반화각을 가진다.

Description

초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치{Super wide angle lens and photographing lens having the same}

예시적인 실시예는 초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 관한 것이다.

CCD(Charge Coupled Devices)형 이미지 센서 혹은 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미지 센서 등의 고체 촬영 소자를 이용한 촬영 장치가 많이 사용되고 있다. 디지털 카메라, 교환 렌즈계, 비디오 카메라 등 고체 촬상 소자를 사용하는 촬영 장치에 있어서, 사용자들은 고해상도와 고품질에 대한 요구를 가지고 있다. 고체 촬상 소자를 이용한 촬영 장치는 소형화에 적합하므로 최근에는 휴대 전화를 비롯한 소형의 정보 단말기 등에도 적용되고 있다.

카메라에 대한 보급이 증가하면서 망원 렌즈나 광각 렌즈와 같은 단초점 렌즈(single focus lens)에 대한 수요도 증가하고 있다. 또한, 화각이 180° 정도로 매우 큰 초광각 렌즈가 최근 고급 카메라 사용자들 사이에서 예술적인 표현을 얻기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다.

초광각 렌즈는 디지털 카메라의 고화소화에 어울리는 우수한 해상력을 가져야 함과 동시에 휴대가 용이하기 위하여 컴팩트한 크기에 대한 요구도 크다.

또한, 디지털 카메라 사용자는 빠른 오토포커싱(Auto Focusing)에 대한 요구와 함께 동영상의 기능도 중요하게 생각한다.

예시적인 실시예는 소형의 초광각 렌즈를 제공한다.

예시적인 실시예는 소형의 초광각 렌즈를 포함한 촬영 장치를 제공한다.

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈가,

물체측으로부터 상측으로 순서대로 배열된 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈 및 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈를 포함하고,

반화각이 80도 이상이며, 다음 식을 만족한다.

<식>

8 < ω / TL < 18

여기서, ω 는 반화각을, TL은 상기 제1렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 나타낸다.

초광각 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

0.15 > f / f12 > -0.15

여기서, f12 는 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점거리를, f는 초광각 렌즈의 전체 초점 거리를 나타낸다.

초광각 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

-0.75 > (R2 + R1) / (R2 - R1) > -1.50

여기서, R1은 제1렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을, R2는 제1렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 나타낸다.

초광각 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

-0.25 < fB /TL < 0.25

여기서, fB는 가장 상측에 있는 렌즈의 상측 면으로부터 상면까지의 거리를, TL은 제1렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 나타낸다.

상기 초광각 렌즈에 포함된 렌즈 전체가 움직여 포커싱을 수행하거나, 상기 제1렌즈를 제외한 나머지 렌즈 중 적어도 일부가 움직여 포커싱을 수행할 수 있다.

제1렌즈가 글래스로 형성될 수 있다.

초광각 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

1 < (TL / Y) < 4

여기서, TL 은 제1렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를, Y는 유효 상고를 나타낸다.

상기 제2렌즈의 상측에 조리개가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈가, 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배열된 것으로,

부의 굴절력을 가지는 제1렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제2렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제3렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제4렌즈;

부의 굴절력을 가지는 제5렌즈; 및

정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈;를 포함하고,

80도 이상의 반화각을 가진다.

상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 조리개가 구비될 수 있다.

상기 제6렌즈는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.

상기 제3 렌즈의 물체측 면이 상측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

예시적인 실시예에 따른 촬영 장치가, 초광각 렌즈 및 상기 초광각 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미지 센서를 포함하고, 상기 초광각 렌즈가,

반화각이 80도 이상이며, 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

8 < ω / TL < 18

물체측으로부터 상측으로 순서대로 배열된 것으로,

부의 굴절력을 가지는 제1렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제2렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제3렌즈;

정의 굴절력을 가지는 제4렌즈;

부의 굴절력을 가지는 제5렌즈; 및

80도 이상의 반화각을 가진다.

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 넓은 화각을 가지고 소형화될 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 오토 포커싱이 가능하도록 되어 고품질의 사진을 촬영할 수 있다.

도 1은 예시적인 제1 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 초광각 렌즈의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 예시적인 제2 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 초광각 렌즈의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.

이하, 예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 초광각 렌즈(100)를 도시한 것이다.

상기 초광각 렌즈(100)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배열된 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1)가 예를 들어 부의 굴절력을 가지고, 제2렌즈(L2)가 정의 굴절력을 가질 수 있다.

초광각 렌즈(100)는 전군(front lens group)(FL), 조리개(ST), 후군(rear lens group)(RL)을 포함할 수 있다. 전군과 후군은 조리개(ST)를 기준으로 나눌 수 있으며, 조리개가 없는 경우 광선을 제어하는 고정 조리개 면을 기준으로 나누어도 무방하다.

이하에서, 상측(image side)은 상이 결상되는 상면(image plane)이 있는 방향을 나타내고, 물체측(object side)은 피사체가 있는 방향을 나타낼 수 있다. 이하에서, 렌즈의 물체측면은 피사체가 있는 쪽의 렌즈면을 나타내고, 상측면은 상면이 있는 쪽의 렌즈면을 나타낼 수 있다.

상기 전군(FL)은 예를 들어, 제1렌즈(L1) 및 제2렌즈(L2)를 포함할 수 있다.

제1렌즈(L1)는 예를 들어 상측(I)을 향해 오목한 상측 면을 포함할 수 있다. 제2렌즈(L2)는 예를 들어, 물체측(O)을 향해 볼록한 물체측 면을 포함할 수 있다. 제2렌즈(L2)는 예를 들어 양볼록 렌즈일 수 있다.

상기 후군(RL)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(L3), 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈(L4), 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5) 및 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6)를 포함할 수 있다.

상기와 같이 전군과 후군의 굴절력 배치를 함으로써 펫츠발 합, 색수차 제어를 용이하게 구현할 수 있다.

제3렌즈(L3)는 예를 들어, 상측(I)을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈가 메니스커스 형상을 가짐으로써 비점 수차를 효과적으로 보정할 수 있다.

제4렌즈(L4)는 예를 들어 상측(I)을 향해 볼록한 상측면을 포함할 수 있다. 제4렌즈(L4)는 예를 들어 양볼록 렌즈일 수 있다. 상기 제5렌즈(L5)는 예를 들어, 상측(I)을 향해 오목한 상측 면을 포함할 수 있다. 제5렌즈(L5)는 예를 들어, 양오목 렌즈일 수 있다.

피사체의 영상은 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5렌즈 및 제6 렌즈를 통과하여 상면(image plane)(IMG)에 입사될 수 있다. 상면(IMG)은 예를 들어, 촬상 소자 면 또는 이미지 센서 면일 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어, CMOS 또는 CCD를 포함할 수 있다.

제6렌즈(L6)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 필터(OF)가 구비될 수 있다. 광학 필터(OF)는 예를 들어 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학필터로서 적외선 차단 필터가 구비되는 경우, 가시광선은 투과되고, 적외선은 외부로 방출되도록 하여, 적외선이 상면에 전달되지 않도록 할 수 있다. 하지만, 광학 필터 없이 촬영 렌즈를 구성하는 것도 가능하다.

상기 전군과 후군은 각각 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈(L2)가 비구면 렌즈일 수 있다. 예를 들어, 후군의 가장 상측에 있는 제6렌즈(L6)가 비구면 렌즈일 수 있다. 제1렌즈(L1)은 유리로 형성되는 한편, 제2 내지 제6렌즈(L2)(L3)(L4)(L5)(L6)는 플라스틱으로 형성될 수 있다.

초광각 렌즈(100)는 넓은 화각, 예를 들어 80 도 이상의 반화각을 가지고, 양호한 성능을 가질 수 있다. 상기 초광각 렌즈(100)는 예를 들어 80-120 도 범위의 반화각을 가질 수 있다. 초광각 렌즈(100)는 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 초광각 렌즈(100)에 포함된 렌즈 전체가 이동하여 포커싱을 수행하거나, 제1렌즈(L1)를 제외한 나머지 렌즈 중 적어도 일부 렌즈가 이동하여 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 내지 제6렌즈(L2)(L3)(L4)(L5)(L6)가 이동하여 포커싱을 수행하거나, 상기 후군(RL)에 포함된 렌즈가 이동하여 포커싱을 수행할 수 있다. 도 1에 도시된 예의 경우 전체 렌즈 이동을 통해서 포커싱을 수행하고 있으며, 도 3에 도시된 예의 경우에는 후군의 렌즈를 이동하여 포커싱을 수행한다.

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 컴팩트하게 구성하기 위해 전체적인 렌즈 매수를 최소화시키고, 제1렌즈(L1)의 물체측 면의 곡률 반경을 크게 할 수 있다. 제1렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이 작아질수록 렌즈의 경사가 급해지면서 볼록한 형태를 가지게 되며, 그에 따라 렌즈 앞면이 돌출되어 휴대가 어려워질 수 있고, 제1렌즈를 보호하는데 어려움이 있을 수 있다. 이를 해결하기 위해 제1렌즈(L1)의 물체측 면의 곡률 반경을 크게 하여 제1렌즈의 물체측 면이 거의 평면에 가깝게 형성될 수 있다.

전군과 후군에는 각각 적어도 하나의 비구면 렌즈를 배치하여, 용이하게 수차 보정을 할 수 있도록 한다. 예를 들어, 후군의 가장 상측에 있는 렌즈가 비구면 렌즈일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈(L6)가 비구면 렌즈일 수 있으며, 제6렌즈(L6)의 물체측 면과 상측 면 중 적어도 하나가 적어도 하나의 변곡점(inflection point)을 가질 수 있다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또는, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 제6렌즈(L6)는 예를 들어, 광축 근처 영역(광축으로부터 소정 반경 내)에서 물체측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L6)는 광축 근처에서 물체측을 향해 볼록한 물체측면과 상측을 향해 오목한 상측면을 포함할 수 있다. 제6렌즈(L6)의 물체측면은 광축 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축으로부터 주변부로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다. 제6렌즈(L6)의 상측면은 광축 근처에서 오목한 형상을 가지고, 광축으로부터 주변부로 갈수록 볼록목한 형상을 가질 수 있다.

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.

8 < ω / TL < 18 <식 1>

(ω / TL)가 하한보다 작을 경우, 초광각 렌즈가 컴팩트한 사이즈를 가지기 어렵고, (ω / TL)가 상한보다 클 경우 화각 대비 전체 초광각 렌즈가 너무 작아져서 광학 성능을 확보하기 어려워질 수 있다.

0.15 > f / f12 > -0.15 <식 2>

(f / f12)가 식 2를 만족할 때, 제1 렌즈와 제2 렌즈의 굴절력이 적절히 배분되어 수차 보정을 용이하게 할 수 있다. (f / f12)가 식 2를 만족할 때, 전체적인 굴절력의 밸런스가 적절하여 수차 제어에 용이하지만, (f / f12)가 식 2의 범위를 벗어나면 수차 제어에 어려움이 발생하기 쉽다.

-0.75 > (R2 + R1) / (R2 - R1) > -1.50 <식 3>

식 3을 만족할 때, 제1렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이 상대적으로 크게 되어, 볼록하게 앞으로 튀어나오기보다는 평면에 가깝게 될 수 있다. 그러므로, 식 3을 만족하는 초광각 렌즈는 휴대성이 증대될 수 있다. 렌즈의 형상은 수차 및 성능에 직접 연결되어 있는 부분으로 성능 확보 및 렌즈 가공성 확보 등에 주요한 요소이다.

한편, 제 1렌즈는 유리로 형성될 수 있다. 외부 충격에 약한 수지 소재보다 강한 유리로 제1렌즈를 형성할 때, 전체적인 초광각 렌즈를 보호하기 위해 별도의 보호 글래스를 사용하지 않아도 된다. 그러므로, 보호 글래스가 없는 만큼 초광각 렌즈를 포함하는 촬영 장치를 소형화할 수 있으며, 모바일용 촬영 장치에 유용하게 적용될 수 있다.

-0.25 < fB /TL < 0.25 <식 4>

(fB /TL)가 식 4를 만족할 때, 초광각 렌즈의 사이즈가 작아지고, 광선의 상면에의 입사 각도를 용이하게 제어할 수 있어 수차를 용이하게 보정할 수 있다. (fB /TL)가 식 4의 하한값보다 작을 때, 광선이 상면(image plane)에 입사하는 각도가 커지기 쉬워서 촬영된 사진에서는 후보정 등이 추가적으로 필요할 수 있다. (fB /TL)가 식 4의 범위를 벗어날 때, 광선의 상면에의 입사각도가 커지거나 수차 제어에 어려움이 있을 수 있다.

1 < (TL / Y) < 4 <식 5>

식 5는 초광각 렌즈의 크기와 상고(image height) 간의 관계를 한정한 것으로, (TL / Y) 가 식 5의 범위를 만족할 때, 상고 대비 전체 초광각 렌즈의 크기를 제한하여 컴팩트한 구성을 유지하면서 원하는 상고를 구현할 수 있으며, 이를 통해 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

한편, 초광각 렌즈(또는 어안 렌즈)의 경우 일반 렌즈계와는 달리 유효 상고(image height) 및 왜곡의 정의가 달라질 수 있다.

일반적인 상고(y) 및 왜곡(diy)의 정의는 하기 식과 같다.

<식 6>

여기서, θ 는 화각을, f는 유효 초점거리를 나타낸다.

<식 7>

여기서, Y_p 는 실제 상고를, y_p는 근축 상고를 나타낸다.

반면에, 초광각 렌즈(또는, 어안 렌즈)의 매핑 함수(mapping function)는 다음과 같다.

구분	매핑 함수
일반(Normal)
Linear Scaled (Equidistance)
Orthographic
Equal Area (EquiSolid Angle)
Stereographic

본 명세서에서 언급하는 유효 상고의 경우 특별한 언급이 없는 한, 위의 어안 렌즈의 매핑 함수에 기초하며, 주로 Equisolid angle 방식이나 Equidsitance 방식에 기초할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 초광각 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, D,...는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.

<식 8>

본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 수치 실시예를 통해 촬영 렌즈계를 구현할 수 있다.

각 수치 실시예에서 렌즈면 번호(1,2,3..n; n은 자연수)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순차적으로 일렬로 부쳐지며, 도면에는 렌즈면의 부호를 도시하지 않기로 한다. 그리고, obj는 물체를, EFL은 각 렌즈의 초점 거리를, F-no는 F 넘버를, FOV는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 공기 간격을, nd는 굴절률을, vd는 아베수를 나타낸다. ST는 조리개를, *는 비구면을 나타낸다.

　<제1 수치 실시예>

도 1은 제1 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제1 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

렌즈면	R	Dn	EFL(e-line)	nd	vd
obj	infinity	D0
1	50.00	0.45	-2.40	1.49	70.44
2	1.14	0.71
3*	2.28	0.54	3.12	1.53	56.51
4*	-5.67	0.15
5(ST)	infinity	0.12
6*	-2.69	0.64	4.28	1.53	56.51
7*	-1.34	0.01
8	21.02	0.92	2.19	1.77	49.62
9	-1.81	0.05
10*	-1.73	0.40	-2.17	1.64	23.90
11*	7.86	0.69
12*	2.38	0.84	18.16	1.53	56.51
13*	2.76	0.44
14	infinity	0.30	1.52	64.20
15	infinity	D1
IMG	infinity

다음은 제1 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다.

렌즈면	K	A	B	C	D
3	0.88	-0.01	-0.03	0.09	-0.11
4	-3.69	0.01	-0.03	-0.10	0.06
6	13.10	0.01	-0.08	0.19	0.00
7	-3.78	-0.18	0.06	-0.09	0.00
10	-0.28	0.06	-0.05	0.00	0.00
11	-0.63	0.02	-0.01	0.00	0.00
12	-4.53	-0.05	0.01	0.00	0.00
13	-1.20	-0.05	0.00	0.00	0.00

다음은 제1 수치 실시예의 가변 거리, F-no, TL을 나타낸다.

구분	제1위치	제2위치
D0	infinity	300
D1	0.50	0.52
F-no	2.86	2.87
TL	6.75	6.766

도 2는 제1 수치 실시예에 따른 초광각 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.

<제2 수치 실시예>

도 3은 제2 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

렌즈면	R	Dn	EFL(e-line)	nd	vd
obj	infinity	D0
1	2275.64	0.45	-2.50	1.49	70.44
2	1.22	0.72
3*	3.03	0.53	3.70	1.54	56.09
4*	-5.72	D1
5(stp)	infinity	0.12
6*	-3.04	0.64	4.75	1.53	56.51
7*	-1.48	0.01
8*	5.26	1.09	2.21	1.53	56.51
9*	-1.41	0.05
10*	-1.04	0.40	-2.38	1.64	23.90
11*	-3.74	0.44
12*	1.49	0.80	10.93	1.54	56.09
13*	1.61	0.51
14	infinity	0.30	1.52	64.20
15	infinity	D2
IMG	infinity	0

다음은 제2 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다.

렌즈면	K	A	B	C	D
3	-25.40	0.14	-0.11	0.14	-0.07
4	27.86	0.06	0.01	-0.06	0.03
6	20.06	0.02	-0.05	0.22	0.00
7	0.92	0.00	-0.01	-0.05	0.00
8	16.31	-0.03	-0.03	0.00	-0.01
9	-0.22	0.01	-0.01	0.00	0.00
10	-3.64	0.03	-0.06	0.02	0.00
11	-39.52	0.10	-0.04	0.01	0.00
12	-4.35	-0.03	0.00	0.00	0.00
13	-3.85	-0.02	0.00	0.00	0.00

다음은 제2 수치 실시예의 가변 거리, F-no, TL을 를 나타낸다.

항목	제1위치	제2위치
D0	infinity	70mm
D1	0.30	0.26
D2	0.55	0.59
F-no	2.86	2.91
TL	6.90	6.90

도 4는 제2 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.

다음은 제1 내지 제2 수치 실시예에 따른 초광각 렌즈가 식 1 내지 식 5를 만족함을 보인 것이다.

	제1수치실시예	제2수치실시예
식 1	13.33	12.32
식 2	0.026	-0.082
식 3	-1.05	-1.00
식 4	0.18	0.20
식 5	2.25	2.33

예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 이미지 센서를 채용한 촬영 장치에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈는 디지털 카메라, 교환 렌즈 카메라, 비디오 카메라, 핸드폰 카메라, 소형 모바일 기기용 카메라, 자동차용 카메라 등 다양한 촬영 장치에 적용 가능하다.

도 5는 예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈를 구비한 촬영 장치(200)의 일 예를 도시한 것이다. 도 5에서는 촬영 장치(200)가 모바일 폰에 적용된 예를 도시하였으나 여기에 한정되는 것은 아니다. 촬영 장치(200)는 초광각 렌즈(100)와, 상기 초광각 렌즈(100)에 의해 결상된 상(image)를 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미지 센서(110)를 포함한다. 상기 초광각 렌즈(100)로는 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한 초광각 렌즈가 채용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 초광각 렌즈를 소형의 디지털 카메라, 모바일 폰용 카메라, 자동차용 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 광각으로, 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.

L1:제1렌즈, L2:제2렌즈
L3:제3렌즈, L4:제4렌즈
L5:제5렌즈, L6:제6렌즈
FL:전군, RL:후군

Claims

물체측으로부터 상측으로 순서대로 배열된 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈 및 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈가 가장 물체 측에 배치되고, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈가 다른 렌즈의 개입 없이 배열되고, 상기 제2 렌즈가 양볼록 렌즈이고,
반화각이 80도 이상이며, 다음 식을 만족하는 초광각 렌즈.
<식>
8 < ω / TL < 18
-0.25 < fB /TL < 0.25
여기서, ω는 반화각을, TL은 제1렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를, fB는 가장 상측에 있는 렌즈의 상측 면으로부터 상면까지의 거리를 나타낸다.
제1항에 있어서,
다음 식을 만족하는 초광각 렌즈.
<식>
0.15 > f / f12 > -0.15
여기서, f12 는 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점거리를, f는 초광각 렌즈의 전체 초점 거리를 나타낸다.
제1항에 있어서,
다음 식을 만족하는 초광각 렌즈.
<식>
-0.75 > (R2 + R1) / (R2 - R1) > -1.50
여기서, R1은 제1렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을, R2는 제1렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 나타낸다.
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제1항에 있어서,
상기 초광각 렌즈에 포함된 렌즈 전체가 움직여 포커싱을 수행하거나, 상기 제1렌즈를 제외한 나머지 렌즈 중 적어도 일부가 움직여 포커싱을 수행하는 초광각 렌즈.
제1항에 있어서,
제1렌즈가 글래스로 형성된 초광각 렌즈.
제6항에 있어서,
다음 식을 만족하는 초광각 렌즈.
<식>
1 < (TL / Y) < 4
여기서, TL 은 제1렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를, Y는 유효 상고를 나타낸다.
제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2렌즈의 상측에 조리개가 구비된 초광각 렌즈.
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제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 초광각 렌즈; 및
상기 초광각 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미지 센서;를 포함하는 촬영 장치.