KR20120002073A - 촬영 렌즈 광학계 - Google Patents

촬영 렌즈 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR20120002073A
KR20120002073A KR1020100062769A KR20100062769A KR20120002073A KR 20120002073 A KR20120002073 A KR 20120002073A KR 1020100062769 A KR1020100062769 A KR 1020100062769A KR 20100062769 A KR20100062769 A KR 20100062769A KR 20120002073 A KR20120002073 A KR 20120002073A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
optical system
lens optical
subject
image sensor
Prior art date
Application number
KR1020100062769A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101157398B1 (ko
Inventor
조재훈
Original Assignee
주식회사 코렌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코렌 filed Critical 주식회사 코렌
Priority to KR1020100062769A priority Critical patent/KR101157398B1/ko
Priority to US13/172,485 priority patent/US8736985B2/en
Publication of KR20120002073A publication Critical patent/KR20120002073A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101157398B1 publication Critical patent/KR101157398B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

촬영 렌즈 광학계에 관해 개시되어 있다. 개시된 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈를 포함한다. 상기 제1 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고 상기 피사체 측으로 볼록한 입사면을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 양면 오목할 수 있다. 상기 제3 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 상기 제4 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 그의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 상기 렌즈 광학계의 화각(θ)과 초점거리(f)는 수학식 0.5 ＜ ｜tanθ｜/ f ＜ 1.5 을 만족할 수 있다.

Description

촬영 렌즈 광학계{Photographic lens optical system}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라에 채용되는 렌즈 광학계에 관한 것이다.
최근 전하 결합 소자(charge coupled device)(CCD)와 씨모스 이미지센서(complimentary metal oxide semiconductor image sensor)(CMOS 이미지센서)와 같은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라(이하, 카메라)의 보급이 급속하게 확대되고 있다.
카메라의 해상도를 높이기 위해 고체 촬상 소자의 화소 집적도는 높아지고 있다. 이와 함께 상기 카메라에 내장되는 렌즈 광학계의 성능 개선을 통해서 상기 카메라의 소형 및 경량화도 진행되고 있다.
일반적인 카메라의 렌즈 광학계에서는, 성능 확보를 위해, 예컨대, 넓은 화각(angle of view) 확보 및 수차 보정 등을 위해 많은 수의 렌즈를 사용하는 것이 유리하다. 그런데, 렌즈 광학계가 많은 렌즈를 포함할 경우, 카메라의 소형화 및 경량화가 어려울 수 있다.
소형이면서도 넓은 화각을 갖고 수차 보정도 용이한 렌즈 광학계의 개발이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소형·경량화에 유리하고, 넓은 화각 및 우수한 성능을 갖는 렌즈 광학계를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 구비하되, 상기 제1 렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 그의 입사면은 상기 피사체 측으로 볼록하며, 상기 제2 렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 양면 오목하며, 상기 제3 렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 형상을 가지며, 상기 제4 렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 그의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면인 렌즈 광학계를 제공한다.
상기한 렌즈 광학계는 하기의 수학식 1 및 2 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
<수학식 1>
0.5 ＜ ｜tanθ｜/ f ＜ 1.5
여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초점거리이다.
<수학식 2>
1.0 ＜ L / f ＜ 2.5
여기서, L은 상기 렌즈 광학계 전체의 길이(즉, 전장)이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다.
상기 제1 렌즈의 출사면은 상기 이미지센서 측으로 볼록하거나 오목할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈 중 적어도 하나는 비구면 렌즈일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈 중 적어도 한 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈의 입사면과 출사면 각각은 복수의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈의 입사면은 세 개 또는 네 개의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈의 출사면은 두 개의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 볼록해질 수 있다. 또는, 상기 제4 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 볼록해졌다가 다시 오목해질 수 있다.
상기 제4 렌즈의 출사면의 중앙부는 상기 이미지센서에 대하여 오목하고 가장자리로 가면서 볼록해질 수 있다.
상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈일 수 있다.
상기 피사체와 상기 제1 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.
상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다.
상기 적외선 차단 수단은 상기 제4 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 렌즈일 수 있다.
상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 약 65°이상일 수 있다.
소형·경량이면서도 큰 화각 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 정(+), 부(-), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제4 렌즈를 포함하고, 상기한 수학식 1 및 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 큰 화각 및 짧은 전장을 가질 수 있어, 카메라의 소형/경량화 및 고성능화에 유리할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈를 플라스틱으로 제조하고 각 렌즈의 양면(입사면과 출사면)을 비구면으로 구성함으로써, 글라스(glass) 렌즈를 사용하는 경우보다 저비용으로 컴팩트하면서 성능이 우수한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성 요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
I : 제1 렌즈 Ⅱ : 제2 렌즈
Ⅲ : 제3 렌즈 Ⅳ : 제4 렌즈
Ⅴ : 적외선 차단 수단 OBJ : 피사체
S1 : 조리개 IMG : 이미지 센서
이하, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한(혹은, 유사한) 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는, 피사체(OBJ)와 피사체(OBJ)의 상이 맺히는 이미지센서(IMG) 사이에 피사체(OBJ) 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈(I), 제2 렌즈(Ⅱ), 제3 렌즈(Ⅲ) 및 제4 렌즈(Ⅳ)를 구비한다. 제1 렌즈(I)는 정(+)(positive)의 굴절력을 갖고, 그의 입사면(11*)은 피사체(OBJ) 측으로 볼록할 수 있다. 제1 렌즈(I)의 출사면(12*)은 이미지센서(IMG) 측으로 볼록하거나 오목할 수 있다. 도 1 및 도 3의 실시예에서 제1 렌즈(I)의 출사면(12*)은 이미지센서(IMG) 측으로 볼록하고, 도 2의 실시예에서 제1 렌즈(I)의 출사면(12*)은 이미지센서(IMG)에 대하여 오목하다. 따라서, 제1 렌즈(I)는 양볼록 렌즈이거나(도 1 및 도 3), 피사체(OBJ) 측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 형상의 렌즈일 수 있다(도 2). 제2 렌즈(Ⅱ)는 부(-)(negative)의 굴절력을 갖고, 양면(즉, 입사면(21*)과 출사면(22*))이 모두 오목한 렌즈일 수 있다. 제3 렌즈(Ⅲ)는 정(+)의 굴절력을 갖고 이미지 센서(IMG) 측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 렌즈일 수 있다. 제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 중 적어도 하나는 비구면 렌즈일 수 있다. 다시 말해, 제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면(11*, 21*, 31*)과 출사면(12*, 22*, 32*) 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 각각의 입사면(11*, 21*, 31*)과 출사면(12*, 22*, 32*)은 모두 비구면일 수 있다. 제4 렌즈(Ⅳ)는 부(-)의 굴절력을 가질 수 있고, 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(41*)과 출사면(42*) 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(41*)과 출사면(42*) 각각은 복수의 변곡점을 갖는 비구면일 수 있다. 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(41*)은 도 1 및 도 2의 실시예에서와 같이 네 개의 변곡점을 갖거나, 도 3의 실시예에서와 같이 세 개의 변곡점을 가질 수 있다. 즉, 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(41*)의 중앙부는 피사체(OBJ) 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 볼록해졌다가 다시 오목해질 수 있다(도 1 및 도 2). 또는 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(41*)의 중앙부는 피사체(OBJ) 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 다시 볼록해질 수 있다(도 3). 제4 렌즈(Ⅳ)의 출사면(42*)은 두 개의 변곡점을 가질 수 있다(도 1∼3 에서 공통). 이 경우, 제4 렌즈(Ⅳ)의 출사면(42*)의 중앙부는 이미지센서(IMG)에 대하여 오목하고 그 주변부는 볼록할 수 있다. 제1 렌즈(I)는 강한 정(+)의 굴절력을 가질 수 있고, 제2 및 제3 렌즈(Ⅱ, Ⅲ)는 수차 보정 렌즈로서 기능할 수 있다.
조리개(S1)와 적외선 차단 수단(Ⅴ)이 더 구비될 수 있다. 조리개(S1)는, 도 1에서와 같이, 제1 렌즈(I)의 피사체(OBJ) 측에 구비될 수 있다. 즉, 조리개(S1)는 피사체(OBJ)와 제1 렌즈(I) 사이에 구비될 수 있다. 또는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 조리개(S1)는 제1 렌즈(I)와 제2 렌즈(Ⅱ) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅴ)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제4 렌즈(Ⅳ)와 이미지센서(IMG) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅴ)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 조리개(S1)와 적외선 차단 수단(Ⅴ)의 위치는 달라질 수 있다.
상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 다음의 수학식 1 및 2 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하다.
<수학식 1>
0.5 ＜ ｜tanθ｜/ f ＜ 1.5
여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초점거리이다.
수학식 1은 렌즈 광학계의 화각을 결정하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 1에서 ｜tanθ｜/ f 이 하한값(0.5)을 이하인 경우, 구면수차 및 코마수차는 작아질 수 있지만, 화각 또한 작아진다. 반면, ｜tanθ｜/ f 이 상한값(1.5) 이상인 경우, 화각 확장에 유리하지만, 구면수차 및 코마수차가 커질 수 있다. 수학식 1의 조건을 만족하는 경우, 구면수차 및 코마수차를 양호한 상태로 유지하면서도 넓은 화각을 얻을 수 있다.
<수학식 2>
1.0 ＜ L / f ＜ 2.5
여기서, L은 상기 렌즈 광학계 전체의 길이(즉, 전장)이고, f는 상기 렌즈 광학계 전체의 초첨거리이다.
수학식 2는 렌즈 광학계를 컴팩트화 하기 위한 조건을 나타낸다. 수학식 2에서 L / f 이 하한값(1.0)을 이하인 경우, 렌즈 광학계를 컴팩트화에 유리하지만, 구면수차가 커질 수 있다. 반면, L / f 이 상한값(2.5) 이상인 경우, 구면수차 보정에는 유리하지만, 렌즈 광학계의 전체 길이가 길어지므로 컴팩트화가 어려워질 수 있다.
상기한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 수학식 1 및 2의 값들은 아래의 표 1 내지 표 2에 나타낸 바와 같다. 표 1 내지 표 2에서 화각(θ)의 단위는 °이고, f 및 L 값의 단위는 ㎜이다.
구분 θ f 수학식 1
(0.5＜｜tanθ｜/ f＜1.5)
제1 실시예 67 4.242 0.555
제2 실시예 66 3.429 0.655
제3 실시예 68 3.341 0.741
구분 L f 수학식 2
(1.0＜ L / f ＜2.5)
제1 실시예 4.870 4.242 1.148
제2 실시예 4.100 3.429 1.196
제3 실시예 4.100 3.341 1.227
표 1 및 표 2를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 실시예의 렌즈 광학계는 수학식 1 및 2를 만족하는 것을 알 수 있다.
한편, 상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계에서 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)는, 그 형상 및 치수(dimension)을 고려했을 때, 플라스틱으로 제조할 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)는 모두 플라스틱 렌즈일 수 있다. 글라스(glass) 렌즈의 경우, 제조 단가가 높을 뿐 아니라 성형 상의 제약 조건으로 인해 렌즈 광학계의 소형화를 어렵게 하지만, 본원에서는 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)를 모두 플라스틱으로 제조할 수 있으므로, 그에 따른 다양한 잇점을 기할 수 있다. 그러나 본원에서 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라서는, 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ) 중 적어도 하나를 글라스로 제조할 수도 있다.
이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
다음 표 3 내지 표 5는 각각 도 1 내지 도 3의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률반경, 렌즈 두께 또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베(abbe) 상수 등을 나타낸다. 표 3 내지 표 5에서 R은 곡률반경, D는 렌즈 두께 또는 렌즈 간격 또는 인접한 구성 요소간의 간격, Nd는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 렌즈의 굴절률, Vd는 아베 상수를 나타낸 것이다. 표 3 내지 표 5의 렌즈면 번호에서 *는 해당 렌즈면이 비구면임을 나타낸다. 그리고 R 값과 D 값의 단위는 ㎜이다.
제1 실시예 면 R D Nd Vd
S1 infinity
I 11* 1.4200 0.5884 1.54 56.09
12* -43.1251 0.1000
Ⅱ 21* -10.0000 0.3212 1.63 23.41
22* 4.5169 0.7011
Ⅲ 31* -1.2013 0.6408 1.53 55.73
32* -0.8861 0.1009
Ⅳ 41* 5.5158 0.5374 1.53 55.73
42* 1.4640 0.4000
Ⅴ 51 infinity 0.3000 1.51 64.17
52 1.1758
IMG infinity 0.0042
제2 실시예 면 R D Nd Vd
I 11* 1.1200 0.5029 1.54 56.09
12* 400.0000 0.0580
S1 infinity 0.0600
Ⅱ 21* -15.9687 0.3000 1.63 23.52
22* 2.9211 0.6046
Ⅲ 31* -1.4267 0.7133 1.53 55.86
32* -0.8133 0.1000
Ⅳ 41* 3.1986 0.4211 1.53 55.86
42* 0.9769 0.4000
Ⅴ 51 infinity 0.3000 1.51 64.17
52 0.6393
IMG infinity 0.0006
제3 실시예 면 R D Nd Vd
I 11* 1.3061 0.5021 1.54 56.09
12* -14.9015 0.0600
S1 infinity 0.0700
Ⅱ 21* -39.0726 0.3000 1.63 23.52
22* 2.3048 0.5322
Ⅲ 31* -1.7110 0.7077 1.53 55.86
32* -0.8432 0.1759
Ⅳ 41* 3.0596 0.4000 1.53 55.86
42* 0.9804 0.4000
Ⅴ 51 infinity 0.3000 1.51 64.17
52 0.6418
IMG infinity 0.0004
한편, 도 1 내지 도 3에 각각 대응하는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 구경비(Fno), 초점거리(f) 및 화각(θ)은 아래의 표 6에 나타낸 바와 같다.
구 분 구경비(Fno) 초점거리(f) [mm] 화각(θ) [°]
제1 실시예 2.8 4.242 67
제2 실시예 2.7 3.429 66
제3 실시예 2.7 3.341 68
또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계에서 각 렌즈의 비구면은 수학식 3의 비구면 방정식을 만족한다.
<수학식 3>
Figure pat00001
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리를, c'은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(=1/r)를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D, E, F, G, H 및 J 는 비구면 계수를 각각 나타낸다.
다음 표 7 내지 표 9는 각각 도 1 내지 도 3에 대응되는 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 시스템에서 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 즉, 표 7 내지 표 9는 각각 표 3 내지 표 5의 각 렌즈의 입사면(11*, 21*, 31*, 41*)과 출사면(12*, 22*, 32*, 42*)의 비구면 계수를 나타낸다.
11* 12* 21* 22* 31* 32* 41* 42*
K 0.2909 -100.0000 -203.5746 12.5935 0.5268 -3.7593 -29.0589 -11.4076
A -0.0240 0.0161 0.1330 0.1811 0.1109 -0.2611 -0.1134 -0.0941
B -0.0117 -0.1462 -0.2028 -0.0843 -0.1873 0.1634 0.0306 0.0310
C -0.0553 -0.1043 -0.0292 0.0344 0.2037 -0.0820 -0.0005 -0.0094
D -0.0323 0.0114 0.0523 0.0201 -0.1464 -0.0307 -0.0007 0.0014
E 0.0051 0.0686 0.1705 0.0691 0.0856 0.0351 - 0.0001
F 0.0046 0.1047 0.0756 0.2854 0.1276 0.0145 - -
G -0.0717 -0.0432 -0.1230 -0.3247 -0.0273 0.0005 - -
H -0.0751 -0.1839 -0.0631 -0.0369 -0.0154 -0.0065 - -
11* 12* 21* 22* 31* 32* 41* 42*
K -0.1005 - - - -11.0427 -0.7863 -100.0000 -7.3666
A 0.0190 0.0944 0.2277 0.2749 -0.5145 0.1186 -0.2517 -0.1950
B -0.0388 -0.0501 -0.2666 -0.1223 0.4306 -0.2106 0.1795 0.1185
C 0.3059 -0.2762 -0.3994 0.0533 -0.9935 0.2793 -0.0531 -0.0558
D -0.6031 -0.0709 1.3050 -0.1179 0.8324 -0.3992 0.0062 0.0161
E -0.3906 1.9398 -2.0498 1.0386 -0.0299 0.2605 - -0.0024
F 2.8288 -6.8968 0.0299 -1.0405 0.7239 0.0604 - 0.0001
G -2.9238 6.5793 - - -1.4626 -0.0791 - -
H - - - - - - - -
11* 12* 21* 22* 31* 32* 41* 42*
K -0.1166 - - - -18.6963 -0.7847 -100.0000 -7.6609
A 0.0078 0.1180 0.2282 0.2415 -0.4449 0.1183 -0.2366 -0.1845
B 0.0229 -0.0882 -0.3702 -0.2064 0.4070 -0.1974 0.1746 0.1106
C 0.0548 -0.4582 -0.3910 0.1158 -0.6582 0.2273 -0.0538 -0.0521
D -0.2319 0.9915 2.2018 -0.0101 0.9211 -0.2954 0.0073 0.0151
E -0.1138 0.7984 -3.2362 0.8848 -0.5771 0.2738 -0.0001 -0.0022
F 1.2395 -6.6714 0.0292 -1.3882 0.4391 -0.0250 - 0.0001
G -1.4320 6.4260 - - -0.2087 -0.0435 - -
H - - - - - - - -
도 4는 본 발명의 제1 실시예(도 1)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 3의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여주는 수차도이다.
도 4의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면만곡, 즉 자오상면만곡(tangential field curvature)(T)과 구결상면만곡(sagittal field curvature)(S)을 나타낸 것이다. (a) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 435.8343nm, 486.1327nm, 546.0740nm, 587.5618nm, 656.2725nm이었다. (b) 및 (c) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 546.0740nm이었다. 이는 도 5 및 도 6에서도 마찬가지이다.
도 5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 4의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 5의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차적으로 배열된 정(+), 부(-), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)를 포함하고, 상기한 수학식 1 및 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 네 개의 렌즈를 포함하면서도, 약 65°이상의 큰 화각을 가질 수 있고, 4.1∼4.8 mm 정도의 비교적 짧은 전장을 가질 수 있으며, 각종 수차를 용이하게 보정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형·경량이면서도 큰 화각 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 제1 내지 제4 렌즈(I∼Ⅳ)를 플라스틱으로 제조하고 각 렌즈의 양면(입사면과 출사면) 중 적어도 하나를 비구면으로 구성함으로써, 글라스(glass) 렌즈를 사용하는 경우보다 저비용으로 컴팩트하면서 성능이 우수한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 적외선 차단 수단(Ⅴ)으로서 필터를 대신하여 차단막을 사용할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그 밖에도 다양한 변형예가 가능함을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

Claims (18)

  1. 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 구비하되,
    상기 제1 렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 그의 입사면은 상기 피사체 측으로 볼록하며,
    상기 제2 렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 양면 오목하며,
    상기 제3 렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제4 렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 그의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면이며,
    아래의 수학식을 만족하는 렌즈 광학계.
    <수학식>
    0.5 ＜ ｜tanθ｜/ f ＜ 1.5
    여기서, θ는 상기 렌즈 광학계의 화각을, f는 상기 렌즈 광학계의 초첨거리를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 광학계의 전장(L)과 상기 렌즈 광학계의 초점거리(f) 사이에 다음 수학식이 성립하는 렌즈 광학계.
    <수학식>
    1.0 ＜ L / f ＜ 2.5
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 출사면은 상기 이미지센서 측으로 볼록한 렌즈 광학계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 출사면은 상기 이미지센서에 대하여 오목한 렌즈 광학계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈 중 적어도 하나는 비구면 렌즈인 렌즈 광학계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈 중 적어도 한 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면인 렌즈 광학계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 입사면과 출사면 각각은 복수의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 입사면은 세 개 또는 네 개의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 출사면은 두 개의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 볼록해지거나,
    상기 제4 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체 측으로 볼록하고 가장자리로 가면서 오목해졌다가 볼록해졌다가 다시 오목해지는 렌즈 광학계.
  11. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 출사면의 중앙부는 상기 이미지센서에 대하여 오목하고 가장자리로 가면서 볼록해지는 렌즈 광학계.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 렌즈는 수차 보정 렌즈인 렌즈 광학계.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 피사체와 상기 제1 렌즈 사이에 조리개가 배치된 렌즈 광학계.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치된 렌즈 광학계.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 피사체와 상기 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비된 렌즈 광학계.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적외선 차단 수단은 상기 제4 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비된 렌즈 광학계.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 렌즈인 렌즈 광학계.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 광학계의 화각(θ)은 65°이상인 렌즈 광학계.
KR1020100062769A 2010-06-30 2010-06-30 촬영 렌즈 광학계 KR101157398B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062769A KR101157398B1 (ko) 2010-06-30 2010-06-30 촬영 렌즈 광학계
US13/172,485 US8736985B2 (en) 2010-06-30 2011-06-29 Photographic lens optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062769A KR101157398B1 (ko) 2010-06-30 2010-06-30 촬영 렌즈 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120002073A true KR20120002073A (ko) 2012-01-05
KR101157398B1 KR101157398B1 (ko) 2012-06-25

Family

ID=45399549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100062769A KR101157398B1 (ko) 2010-06-30 2010-06-30 촬영 렌즈 광학계

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8736985B2 (ko)
KR (1) KR101157398B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364975B1 (ko) * 2012-03-19 2014-02-20 주식회사 코렌 촬영 렌즈 광학계
KR20140036811A (ko) * 2012-09-18 2014-03-26 엘지이노텍 주식회사 촬상 렌즈

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364974B1 (ko) * 2012-04-06 2014-02-20 주식회사 코렌 촬영 렌즈 광학계
TWI461777B (zh) * 2012-07-13 2014-11-21 Largan Precision Co Ltd 拾像光學系統鏡組
CN103076669B (zh) 2012-07-20 2015-05-13 玉晶光电(厦门)有限公司 便携式电子装置及其光学成像镜头
TWI510806B (zh) * 2013-02-04 2015-12-01 Largan Precision Co Ltd 光學拾像系統組
TWI717161B (zh) * 2019-12-20 2021-01-21 大立光電股份有限公司 光學鏡頭組、取像裝置及電子裝置
WO2021138760A1 (zh) * 2020-01-06 2021-07-15 南昌欧菲精密光学制品有限公司 光学成像系统和具有其的取像装置、电子装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790716B1 (ko) 2006-07-25 2008-01-02 삼성전기주식회사 초소형 촬상 광학계
JP5090832B2 (ja) 2007-09-10 2012-12-05 富士フイルム株式会社 撮像レンズ、およびカメラモジュールならびに撮像機器
KR100933546B1 (ko) 2007-10-10 2009-12-23 마이크롭틱스 주식회사 촬상 렌즈
JP4505765B2 (ja) 2008-04-23 2010-07-21 ソニー株式会社 撮像レンズ及び撮像装置
JP2010049113A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Sony Corp 撮像レンズ及び撮像装置
JP5475978B2 (ja) 2008-10-24 2014-04-16 富士フイルム株式会社 撮像レンズ、およびカメラモジュールならびに撮像機器
KR101158178B1 (ko) * 2009-09-22 2012-06-19 삼성전기주식회사 카메라용 광학계

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364975B1 (ko) * 2012-03-19 2014-02-20 주식회사 코렌 촬영 렌즈 광학계
US8873164B2 (en) 2012-03-19 2014-10-28 Kolen Co., Ltd. Photographic lens optical system
KR20140036811A (ko) * 2012-09-18 2014-03-26 엘지이노텍 주식회사 촬상 렌즈

Also Published As

Publication number Publication date
US20120002302A1 (en) 2012-01-05
KR101157398B1 (ko) 2012-06-25
US8736985B2 (en) 2014-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101536557B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101834728B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101425792B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101364975B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101425793B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101276534B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101215826B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101364974B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101157398B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101215827B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101729470B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101118910B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101710320B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101232028B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101691350B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101100615B1 (ko) 렌즈광학계
KR100862392B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101547462B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101079025B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101932235B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101222839B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101303559B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101067630B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101621204B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR20090115556A (ko) 렌즈광학계

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150611

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160325

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee