KR20140035810A - 촬상 렌즈 - Google Patents

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KR20140035810A
KR20140035810A KR1020130093090A KR20130093090A KR20140035810A KR 20140035810 A KR20140035810 A KR 20140035810A KR 1020130093090 A KR1020130093090 A KR 1020130093090A KR 20130093090 A KR20130093090 A KR 20130093090A KR 20140035810 A KR20140035810 A KR 20140035810A
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유호식
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삼성전기주식회사
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
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    • 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

Abstract

본 발명은 촬상 렌즈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 촬상 렌즈는, 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 양(+)의 파워를 갖는 제2 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제3 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제5 렌즈 및 음(-)의 파워를 갖는 제6 렌즈를 포함한다.

Description

촬상 렌즈{IMAGING LENS}
본 발명은 촬상 렌즈에 관한 것이다.
현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다.
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있다.
종래의 카메라 모듈에 장착되는 렌즈의 경우 고화소를 구현하기 위하여 4매 또는 5매 구조의 렌즈가 사용되었으나, 픽셀 사이즈(pixel size)가 작아짐에 따라서 성능구현이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광학적 특성이 우수한 촬상 렌즈를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 촬상 렌즈는, 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 양(+)의 파워를 갖는 제2 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제3 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제5 렌즈 및 음(-)의 파워를 갖는 제6 렌즈를 포함하되, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈 상기 제5 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈 또는 상기 제4 렌즈 중에서 적어도 어느 하나는 아베수가 30 이하로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 상면측으로 볼록하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고 물체측으로 볼록하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고 물체측으로 오목하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고, 물체측으로 오목하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제6 렌즈는 상면측 면에 변곡점을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제6 렌즈는 상면측으로 오목하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.95 < TTL/F < 1.45의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 1.15 < TTL/F < 1.45의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 합성 초점거리를 F12, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.5 < F/F12 < 2.5의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 합성 초점거리를 F34, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, -2.5 < F/F34 < -0.4의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고, 상기 제4 렌즈는 양(+)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고, 상기 제4 렌즈는 음(-)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고, 상기 제4 렌즈는 음(-)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고, 상기 제4 렌즈는 양(+)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈의 물체측 면과 제3 렌즈의 물체측 면 사이에 위치될 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0< F/F1 < 1.5의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제3 렌즈의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.2 < |F/F3| < 2.5의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제5 렌즈의 초점거리를 F5, 제6 렌즈의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 0.35 < TTL/2ImgH < 0.95의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈의 시야각을 FOV라 할 때, 65 < FOV < 88의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈와 제2 렌즈의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈와 제4 렌즈의 아베수 평균을 v34라 할 때, 10 < v12-v34 < 45의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제3 렌즈의 초점거리를 F3, 제4 렌즈의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0< |F/F3|+|F/F4| < 3의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.95 < TTL/F < 1.35의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 0.15 < r12/F < 0.9의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제3 렌즈의 초점거리를 F3 라 할 때, 0 < |F1/F3| < 25의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제5 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제2 렌즈의 초점거리를 F2 라 할 때, 0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제2 렌즈의 초점거리를 F2, 제3 렌즈의 초점거리를 F3, 제4 렌즈의 초점거리를 F4 라 할 때, 0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈의 초점거리를 F4, 제5 렌즈의 초점거리를 F5, 제6 렌즈의 초점거리를 F6 이라 할 때, 0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈의 물체측면과 제6 렌즈의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 0.7 < DL/F < 1.2의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제4 렌즈(140)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(150)의 아베수를 v5 라 할 때, 42 < v4+v5 < 115의 조건식을 만족할 수 있다.
또한, 제5 렌즈는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 음(-)의 파워를 갖을 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈는 물체측으로 오목하게 형성될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 촬상 렌즈를 광학적 특성이 우수하도록 형성하여 높은 해상력을 갖고, 슬림하게 형성하기 용이하며, 색수차를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)는 상기 제1 렌즈(110) 내지 상기 제6 렌즈(160) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개(105)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 물체(피사체)의 영상을 획득하기 위하여 물체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(110), 조리개(105), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 필터(170)를 순서대로 통과하여 수광 소자(180)에 입사된다.
여기서, 제1 렌즈(110)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측으로 볼록한 형태로 형성된다.
또한, 제2 렌즈(120)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
아울러, 제3 렌즈(130)는 음(-)의 파워를 갖도록 형성된다.
그리고, 제4 렌즈(140)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
여기서, 제3 렌즈(130) 및 제4 렌즈(140) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)(Abbe number)가 V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(130) 및 제4 렌즈(140) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 20 < V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 보다 더 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.
또한, 제5 렌즈(150)는 양(+)의 파워를 갖고, 물체측 및 상면측으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제5 렌즈(150)는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
아울러, 제6 렌즈(160)는 음(-)의 파워를 갖고, 상면측 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
여기서, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)는 비구면으로 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조리개(105)는 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 배치되고, 입사광으로 부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리를 조절한다. 이때, 일례로 조리개(105)는 제1 렌즈(110) 보다 물체측 또는 상면측에 배치될 수 있다. 또한, 다른 예로 조리개(105)는 제1 렌즈(110)의 물체측 면과 제3 렌즈(130)의 물체측 면 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조리개(105)의 위치가 일례 및 다른 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 필터(170)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터(170)의 종류가 여기에 한정되는 것은 아니다.
이때, 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(180)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
그리고, 상(像)이 맺히는 면을 포함하는 수광소자(180)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 이미지 센서는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 수광소자가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)는 다음의 표 1과 같은 광학적 특성을 가진다.
렌즈면
번호		 곡률
반경(mm)		 두께(mm) 굴절률 아베수 렌즈형상 비고
S1 infinite 0 - - Flat Stop
S2 2.169 0.437 1.544 56.1 Asphere L1
S3 5.712 0.201 Asphere
S4 11.693 0.499 1.553 48.6 Asphere L2
S5 -2.849 0.050 Asphere
S6 -7.308 0.300 1.615 25.3 Asphere L3
S7 2.926 0.381 Asphere
S8 -28.676 0.704 1.564 41.9 Asphere L4
S9 -8.715 0.329 Asphere
S10 4.465 0.586 1.544 56.2 Asphere L5
S11 -2.080 0.513 Asphere
S12 -1.874 0.380 1.526 53.1 Asphere L6
S13 2.780 0.300 Asphere
S14 infinite 0.300 1.516 64.2 Flat 필터
S15 infinite 0.600 Flat
S16 infinite - - - Flat 이미지
센서
상기 표 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)의 상기 제1 렌즈(110, L1), 상기 제2 렌즈(120, L2), 상기 제3 렌즈(130, L3), 상기 제4 렌즈(140, L4), 상기 제5 렌즈(150, L5) 및 상기 제5 렌즈(160, L6)는 모든 면이 비구면이다.
또한, 상기 표 1에 기재된 "-" 값은 정의되지 않은 값을 의미한다.
그리고, 상기 S1은 본 발명의 실시예에 있어서 촬상 렌즈(100)의 광량을 결정짓는 면을 의미하는 것이며, 상기 S1의 비고란에 기재된 Stop은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 상기 구경 조리개(105, S1)를 의미하는 것이다.
여기서, 조리개(105)는 제1 렌즈(110)의 물체측 면에 배치됐지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조리개(105)의 위치는 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 촬상렌즈(100)가 조리개(105)를 반드시 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
아래의 표 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면
번호		 K A B C D
S2 0 -8.01E-03 5.10E-03 -4.99E-03 -8.64E-03
S3 0 -7.52E-02 1.37E-02 -1.84E-02 -2.42E-02
S4 0 -1.48E-01 -1.69E-02 8.24E-03 -4.94E-02
S5 0 -7.87E-02 5.20E-03 -2.85E-02 4.59E-03
S6 0 -5.75E-02 2.89E-03 -3.86E-02 1.93E-02
S7 0 -4.51E-02 -7.10E-04 -5.09E-04 1.49E-03
S8 0 -5.02E-02 1.16E-02 2.83E-03 -2.63E-03
S9 0 -1.55E-01 3.70E-02 -4.89E-03 -2.37E-04
S10 0 -1.00E-01 2.13E-02 -4.42E-03 -1.30E-03
S11 0 1.04E-01 -1.42E-02 -1.63E-03 -2.29E-04
S12 0 1.02E-01 -5.59E-02 2.25E-02 -3.50E-03
S13 0 -7.11E-02 9.56E-03 -9.64E-04 -7.46E-06
상기 표 1 및 표 2에 기재된 바와 같이, S1은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 구경 조리개(105, S1)로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
또한, S14 및 S15는 필터(170)이고, S16는 수광소자(180)인 이미지 센서로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
그리고 본 발명의 제1 실시예에 대한 비구면 계수 값은 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
Figure pat00001
Z: 렌즈의 정점에서부터 광축 방향으로의 거리
c: 렌즈의 기본 곡률
Y: 광축에 수직인 방향으로의 거리
K; 코닉 상수(Conic Constant)
A, B, C, D, E: 비구면 계수(Aspheric Constant)
그리고 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)의 초점거리를 각각 F1, F2, F3, F4, F5 및 F6 할 때, 각각의 값은 다음의 표 3과 같다.
항목
촬상렌즈의 전체 초점거리(F) 4.282
제1 렌즈의 초점거리(F1) 6.158
제2 렌즈의 초점거리(F2) 4.193
제3 렌즈의 초점거리(F3) -3.355
제4 렌즈의 초점거리(F4) 21.906
제5 렌즈의 초점거리(F5) 2.693
제6 렌즈의 초점거리(F6) -2.079
TTL 5.500
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.95 < TTL/F < 1.35 (1)
상기의 조건식(1)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 렌즈(110)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
1.15 < TTL/F < 1.45 (2)
상기의 조건식(2)를 만족함으로써, 상품성이 보다 좋고, 광학적인 성능확보가 보다 용이하며, 보다 슬림(slip)한 촬상 렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 합성 초점거리를 F12, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.5 < F/F12 < 2.5 (3)
상기의 조건식(3)은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120)의 파워 관계식으로, 조건식(3) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(100)가 설계되면 축상 성능이 떨어져 상품성이 떨어지고, 광학적 성능확보가 어려워진다.
따라서, 상기의 조건식(3)을 만족함으로써, 축상 성능이 향상되어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)의 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 합성 초점거리를 F34, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
-2.5 < F/F34 < -0.4 (4)
상기의 조건식(4)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 파워(Power) 관계식으로, 조건식(4) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(100)가 설계되면 색수차 및 비축수차가 발생된다.
따라서, 상기의 조건식(4)를 만족함으로써, 색수차 및 비축수차를 보정할 수 있어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< F/F1 < 1.5 (5)
상기의 조건식(5)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 렌즈(110)의 파워 관계식으로, 조건식(5) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(100)가 설계되면 굴절능을 축소되여 민감도를 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(5)를 만족함으로써, 굴절능을 축소를 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제3 렌즈(130)의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F3| < 2.5 (6)
상기의 조건식(6)은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제3 렌즈(130)의 파워 관계식으로, 조건식(6) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(100)가 설계되면 굴절능을 분산시켜 민감도 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(6)을 만족함으로써, 굴절능의 분산을 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제5 렌즈(150)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(160)의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0 (7)
상기의 조건식(7)은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)의 파워 관계식으로, 상기의 조건식(7)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.35 < TTL/2ImgH < 0.95 (8)
상기의 조건식(8)은 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(8)을 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태로 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따라 촬상 렌즈(100)의 시야각을 FOV(Field OF View) 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
65 < FOV < 88 (9)
상기의 조건식(9)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 촬상렌즈(100)의 시야각에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(9)를 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태 및 준광각 형태로 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 아베수 평균(average)을 v12, 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 아베수 평균을 v34라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
10 < v12-v34 < 45 (10)
상기의 조건식(10)은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120) 및 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(10)을 만족함으로써, 색수차를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제3 렌즈(130)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(140)의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< |F/F3|+|F/F4| < 3 (11)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제3 렌즈(130) 및 제4 렌즈(140)의 굴절능에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 수차를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.15 < r12/F < 0.9 (12)
상기의 조건식(12)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈(110)의 상측 면의 곡률반경에 대한 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(12)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 초점거리를 F1, 제3 렌즈(130)의 초점거리를 F3 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |F1/F3| < 25 (13)
상기의 조건식(13)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈(110) 및 제3 렌즈(130)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(13)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제5 렌즈(150)의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈(150)의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6 (14)
상기의 조건식(14)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제5 렌즈(150)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(14)를 만족함으로써, 양(+)의 파워를 갖는 제5 렌즈(150)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(110)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(120)의 초점거리를 F2 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4 (15)
상기의 조건식(15)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈(100) 전체의 파워(Power)를 결정하는 관계식으로, 상기의 조건식(15)를 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서 제1 렌즈(110)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(120)의 초점거리를 F2, 제3 렌즈(130)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(140)의 초점거리를 F4 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30 (16)
상기의 조건식(16)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130) 및 제4 렌즈(140)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(16)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈(140)의 초점거리를 F4, 제5 렌즈(150)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(160)의 초점거리를 F6 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5 (17)
상기의 조건식(17)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(17)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서, 촬상 렌즈(100)의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈(110)의 물체측면과 제6 렌즈(160)의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.7 < DL/F < 1.2 (18)
상기의 조건식(18)을 만족함으로써, 컴팩트(compact)한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈(100)에서, 제4 렌즈(140)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(150)의 아베수를 v5 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
42 < v4+v5 < 115 (19)
상기의 조건식(19)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제4 렌즈(140)와 제5 렌즈(150)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(19)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(100)를 형성시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 2 및 도 3은 다수의 파장을 다수의 컬러로 표시하여 수차특성을 나타낸다.
여기서, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration)와, 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 아울러, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 구면수차를 측정한 그래프는 각 파장에 따른 구면수차를 나타낸다. 여기서, 각 파장이 수직축에 인접하여 나타남으로서 구면수차의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
아울러, 비점수차를 측정한 그래프는 수직축인 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE) 및 수평축인 포커스(FOCUS) 위치에 따른 x축 빛의 방향성분(X)과 y축 빛의 방향 성분(Y)의 수차특성을 나타낸다. 여기서, X,Y가 서로 인접하여 나타남에 따라 이미지가 퍼지지 않고, 해상력이 떨어지는 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
그리고, 왜곡수차를 측정한 그래프는 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE)에 따른 수평축인 왜곡(Distortion)특성을 나타낸다. 여기서, 왜곡도가 수평축인 왜곡(Distortion)의 -1 ~ +1 사이에서 주로 위치하므로 실제적으로 왜곡이 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 3에 나타난 바와 같이, 코마수차를 측정한 그래프는 상면의 높이에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(Tangential)과 새지털(Sagittal)의 수차특성을 나타낸다. 이때, 각 파장이 수평축 상에 인접하여 나타남으로써 횡색수차가 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)는 상기 제1 렌즈(210) 내지 상기 제6 렌즈(260) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개(205)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 물체(피사체)의 영상을 획득하기 위하여 물체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(210), 조리개(205), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260) 및 필터(270)를 순서대로 통과하여 수광 소자(280)에 입사된다.
여기서, 제1 렌즈(210)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측으로 볼록한 형태로 형성된다.
또한, 제2 렌즈(220)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
아울러, 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240)는 각각 음(-)의 파워를 갖도록 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240)가 각각 양(+)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 20 < V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 보다 더 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.
또한, 제5 렌즈(250)는 양(+)의 파워를 갖고, 물체측 및 상면측으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제5 렌즈(250)는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
아울러, 제6 렌즈(260)는 음(-)의 파워를 갖고, 상면측으로 오목하게 형성되며, 상면측 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
여기서, 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)는 비구면으로 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조리개(205)는 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 배치되고, 입사광으로 부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리를 조절한다. 이때, 일례로 조리개(205)는 제1 렌즈(210) 보다 물체측 또는 상면측에 배치될 수 있다. 또한, 다른 예로 조리개(205)는 제1 렌즈(210)의 물체측 면과 제3 렌즈(230)의 물체측 면 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 조리개(205)의 위치가 일례 및 다른 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 필터(270)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 필터(270)의 종류가 여기에 한정되는 것은 아니다.
이때, 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(280)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
그리고, 상(像)이 맺히는 면을 포함하는 수광 소자(280)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 이미지 센서는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 수광소자가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)는 다음의 표 4와 같은 광학적 특성을 가진다.
렌즈면
번호		 곡률
반경(mm)		 두께(mm) 굴절률 아베수 렌즈형상 비고
S1 infinite 0 - - Flat Stop
S2 4.993 0.421 1.553 48.7 Asphere L1
S3 -4.538 0.050 Asphere
S4 -362.542 0.634 1.544 56.1 Asphere L2
S5 -2.196 0.050 Asphere
S6 -4.304 0.300 1.615 25.9 Asphere L3
S7 8.241 0.503 Asphere
S8 -1.803 0.523 1.606 26.7 Asphere L4
S9 -3.616 0.166 Asphere
S10 5.827 0.837 1.544 55.9 Asphere L5
S11 -1.782 0.516 Asphere
S12 -2.055 0.300 1.519 55.6 Asphere L6
S13 2.814 0.300 Asphere
S14 infinite 0.300 1.516 64.2 Flat 필터
S15 infinite 0.600 Flat
S16 infinite - - - Flat 이미지
센서
상기 표 4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)의 상기 제1 렌즈(210, L1), 상기 제2 렌즈(220, L2), 상기 제3 렌즈(230, L3), 상기 제4 렌즈(240, L4), 상기 제5 렌즈(250, L5) 및 상기 제6 렌즈(260, L6)는 모든 면이 비구면이다.
또한, 상기 표 4에 기재된 "-" 값은 정의되지 않은 값을 의미한다.
그리고, 상기 S1은 본 발명의 실시예에 있어서 촬상 렌즈(200)의 광량을 결정짓는 면을 의미하는 것이며, 상기 S1의 비고란에 기재된 Stop은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 상기 구경 조리개(205, S1)를 의미하는 것이다.
여기서, 조리개(205)는 제1 렌즈(210)의 물체측 면에 배치됐지만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 조리개(205)의 위치는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈(200)가 조리개(205)를 반드시 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
아래의 표 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면
번호		 K A B C D
S2 0 -8.50E-02 -3.61E-02 5.33E-03 6.32E-03
S3 0 -3.57E-02 8.73E-03 -2.41E-02 2.35E-02
S4 0 4.42E-02 1.27E-02 -3.10E-02 -1.44E-02
S5 0 -4.24E-02 -2.00E-02 1.05E-02 -1.16E-02
S6 0 -1.14E-01 2.37E-02 1.97E-02 4.28E-03
S7 0 -8.93E-02 1.04E-02 -4.13E-03 -1.42E-03
S8 0 -2.28E-02 -3.35E-03 2.52E-02 -7.85E-03
S9 0 -1.34E-01 8.55E-02 -7.49E-03 2.26E-03
S10 0 -1.38E-01 5.11E-02 -2.06E-02 3.73E-03
S11 0 1.21E-01 -7.42E-02 2.16E-02 -1.60E-03
S12 0 9.73E-02 -1.05E-01 4.25E-02 -5.73E-03
S13 0 -8.13E-02 8.91E-03 -1.78E-04 -8.58E-05
상기 표 4 및 표 5에 기재된 바와 같이, S1은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 구경 조리개(205, S1)로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
또한, S14 및 S15는 필터(270)이고, S16는 수광 소자(280)인 이미지 센서로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
그리고 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)의 초점거리를 각각 F1, F2, F3, F4, F5 및 F6 할 때, 각각의 값은 다음의 표 6과 같다.
항목
촬상렌즈의 전체 초점거리(F) 4.280
제1 렌즈의 초점거리(F1) 4.367
제2 렌즈의 초점거리(F2) 4.058
제3 렌즈의 초점거리(F3) -4.555
제4 렌즈의 초점거리(F4) -6.651
제5 렌즈의 초점거리(F5) 2.609
제6 렌즈의 초점거리(F6) -2.241
TTL 5.499
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.95 < TTL/F < 1.35 (1)
상기의 조건식(1)은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 렌즈(210)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
1.15 < TTL/F < 1.45 (2)
따라서, 상기의 조건식(2)를 만족함으로써, 상품성이 보다 좋고, 광학적인 성능확보가 보다 용이하며, 보다 슬림(slip)한 촬상 렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 합성 초점거리를 F12, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.5 < F/F12 < 2.5 (3)
상기의 조건식(3)은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 렌즈(210)와 상기 제2 렌즈(220)의 파워 관계식으로, 조건식(3) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(200)가 설계되면 축상 성능이 떨어져 상품성이 떨어지고, 광학적 성능확보가 어려워진다.
따라서, 상기의 조건식(3)을 만족함으로써, 축상 성능이 향상되어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)의 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)의 합성 초점거리를 F34, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
-2.5 < F/F34 < -0.4 (4)
상기의 조건식(4)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)의 파워(Power) 관계식으로, 조건식(4) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(200)가 설계되면 색수차 및 비축수차의 보정이 적절하지 않게 되어 상품성이 떨어지고, 광학적 성능 확보가 어려워 진다.
따라서, 상기의 조건식(4)를 만족함으로써, 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< F/F1 < 1.5 (5)
상기의 조건식(5)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 렌즈(210)의 파워 관계식으로, 조건식(5) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(200)가 설계되면 굴절능을 축소되여 민감도를 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(5)를 만족함으로써, 굴절능을 축소를 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제3 렌즈(230)의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F3| < 2.5 (6)
상기의 조건식(6)은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제3 렌즈(230)의 파워 관계식으로, 조건식(6) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(200)가 설계되면 굴절능을 분산시켜 민감도 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(6)을 만족함으로써, 굴절능의 분산을 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제5 렌즈(250)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(260)의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0 (7)
상기의 조건식(7)은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)의 파워 관계식으로, 상기의 조건식(7)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.35 < TTL/2ImgH < 0.95 (8)
상기의 조건식(8)은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(8)을 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태로 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따라 촬상 렌즈(200)의 시야각을 FOV(Field OF View) 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
65 < FOV < 88 (9)
상기의 조건식(9)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 촬상렌즈(200)의 시야각에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(9)를 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태 및 준광각 형태로 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)의 아베수 평균을 v34라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
10 < v12-v34 < 45 (10)
상기의 조건식(10)은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220) 및 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(10)을 만족함으로써, 색수차를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제3 렌즈(230)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(240)의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< |F/F3|+|F/F4| < 3 (11)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240)의 굴절능에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 수차를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.15 < r12/F < 0.9 (12)
상기의 조건식(12)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈(210)의 상측 면의 곡률반경에 대한 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(12)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 초점거리를 F1, 제3 렌즈(230)의 초점거리를 F3 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |F1/F3| < 25 (13)
상기의 조건식(13)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈(210) 및 제3 렌즈(230)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(13)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제5 렌즈(250)의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈(250)의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6 (14)
상기의 조건식(14)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제5 렌즈(250)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(14)를 만족함으로써, 양(+)의 파워를 갖는 제5 렌즈(250)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(210)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(220)의 초점거리를 F2 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4 (15)
상기의 조건식(15)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈(200) 전체의 파워(Power)를 결정하는 관계식으로, 상기의 조건식(15)를 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서 제1 렌즈(210)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(220)의 초점거리를 F2, 제3 렌즈(230)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(240)의 초점거리를 F4 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30 (16)
상기의 조건식(16)은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230) 및 제4 렌즈(240)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(16)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈(240)의 초점거리를 F4, 제5 렌즈(250)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(260)의 초점거리를 F6 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5 (17)
상기의 조건식(17)은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(17)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서, 촬상 렌즈(200)의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈(210)의 물체측면과 제6 렌즈(260)의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.7 < DL/F < 1.2 (18)
상기의 조건식(18)을 만족함으로써, 컴팩트(compact)한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈(200)에서, 제4 렌즈(240)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(250)의 아베수를 v5 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
42 < v4+v5 < 115 (19)
상기의 조건식(19)는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제4 렌즈(240)와 제5 렌즈(250)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(19)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(200)를 형성시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 5 및 도 6은 다수의 파장을 다수의 컬러로 표시하여 수차특성을 나타낸다.
여기서, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration)와, 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 아울러, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 구면수차를 측정한 그래프는 각 파장에 따른 구면수차를 나타낸다. 여기서, 각 파장이 수직축에 인접하여 나타남으로서 구면수차의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
아울러, 비점수차를 측정한 그래프는 수직축인 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE) 및 수평축인 포커스(FOCUS) 위치에 따른 x축 빛의 방향성분(X)과 y축 빛의 방향 성분(Y)의 수차특성을 나타낸다. 여기서, X,Y가 서로 인접하여 나타남에 따라 이미지가 퍼지지 않고, 해상력이 떨어지는 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
그리고, 왜곡수차를 측정한 그래프는 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE)에 따른 수평축인 왜곡(Distortion)특성을 나타낸다. 여기서, 왜곡도가 수평축인 왜곡(Distortion)의 -1 ~ +1 사이에서 주로 위치하므로 실제적으로 왜곡이 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 6에 나타난 바와 같이, 코마수차를 측정한 그래프는 상면의 높이에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(Tangential)과 새지털(Sagittal)의 수차특성을 나타낸다. 이때, 각 파장이 수평축 상에 인접하여 나타남으로써 횡색수차가 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)는 상기 제1 렌즈(310) 내지 상기 제6 렌즈(360) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개(305)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 물체(피사체)의 영상을 획득하기 위하여 물체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(310), 조리개(305), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360) 및 필터(370)를 순서대로 통과하여 수광 소자(380)에 입사된다.
여기서, 제1 렌즈(310)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측으로 볼록한 형태로 형성된다.
또한, 제2 렌즈(320)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
아울러, 제3 렌즈(330)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
그리고, 제4 렌즈(340)는 음(-)의 파워를 갖도록 형성된다.
여기서, 제3 렌즈(330) 및 제4 렌즈(340) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(330) 및 제4 렌즈(340) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 20 < V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 보다 더 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.
또한, 제5 렌즈(350)는 양(+)의 파워를 갖고, 양(+)의 파워를 갖고, 물체측 및 상면측으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제5 렌즈(250)는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
아울러, 제6 렌즈(360)는 음(-)의 파워를 갖고, 상면측으로 오목하게 형성되며, 상면측 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
여기서, 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)는 비구면으로 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조리개(305)는 제1 렌즈(310) 내지 제5 렌즈(350) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 배치되고, 입사광으로 부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리를 조절한다. 이때, 일례로 조리개(305)는 제1 렌즈(310) 보다 물체측 또는 상면측에 배치될 수 있다. 또한, 다른 예로 조리개(305)는 제1 렌즈(310)의 물체측 면과 제3 렌즈(330)의 물체측 면 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 조리개(305)의 위치가 일례 및 다른 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 필터(370)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 제3 실시예에 따른 필터(370)의 종류가 여기에 한정되는 것은 아니다.
이때, 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(380)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
그리고, 상(像)이 맺히는 면을 포함하는 수광 소자(380)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 이미지 센서는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 수광소자가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)는 다음의 표 7과 같은 광학적 특성을 가진다.
렌즈 표면 번호 곡률
반경(mm)		 두께(mm) 굴절률 아베수 렌즈형상 비고
S1 infinite 0 - - Flat Stop
S2 2.191 0.430 1.544 56.1 Asphere L1
S3 2.819 0.111 Asphere
S4 2.199 0.420 1.544 56.1 Asphere L2
S5 5.717 0.156 Asphere
S6 -12.830 0.520 1.544 56.1 Asphere L3
S7 -2.070 0.192 Asphere
S8 -1.216 0.467 1.639 23.3 Asphere L4
S9 -5.562 0.212 Asphere
S10 6.132 0.677 1.569 39.5 Asphere L5
S11 -1.858 0.736 Asphere
S12 -2.869 0.380 1.507 60.1 Asphere L6
S13 2.820 0.300 Asphere
S14 infinite 0.300 1.516 64.2 Flat 필터
S15 infinite 0.600 Flat
S16 infinite - - - Flat 이미지
센서
상기 표 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)의 상기 제1 렌즈(310, L1), 상기 제2 렌즈(320, L2), 상기 제3 렌즈(330, L3), 상기 제4 렌즈(340, L4), 상기 제5 렌즈(350, L5) 및 상기 제6 렌즈(360, L6)는 모든 면이 비구면이다.
또한, 상기 표 7에 기재된 "-" 값은 정의되지 않은 값을 의미한다.
그리고, 상기 S1은 본 발명의 실시예에 있어서 촬상 렌즈(300)의 광량을 결정짓는 면을 의미하는 것이며, 상기 S1의 비고란에 기재된 Stop은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 상기 구경 조리개(305, S1)를 의미하는 것이다.
여기서, 조리개(305)는 제1 렌즈(310)의 물체측 면에 배치됐지만, 본 발명의 제3 실시예에 따른 조리개(305)의 위치는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈(300)가 조리개(305)를 반드시 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
아래의 표 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면
번호		 K A B C D
S2 0 -2.54E-02 4.60E-03 1.25E-03 -3.08E-02
S3 0 -2.43E-01 1.14E-01 -1.09E-01 -3.37E-03
S4 0 -2.83E-01 -1.43E-02 6.02E-03 -6.49E-02
S5 0 -1.51E-01 -2.01E-01 1.72E-01 -4.90E-02
S6 0 -9.45E-02 -1.82E-01 1.25E-01 1.03E-02
S7 0 -6.47E-02 -9.26E-02 9.60E-02 -1.96E-02
S8 0 8.71E-03 6.02E-02 2.96E-02 -3.56E-03
S9 0 -1.21E-01 7.85E-02 -1.44E-02 -1.28E-03
S10 0 -1.03E-01 -1.49E-02 -2.08E-02 1.15E-02
S11 0 1.12E-01 -8.26E-02 1.17E-02 3.70E-03
S12 0 4.79E-02 -9.02E-02 4.16E-02 -6.45E-03
S13 0 -8.36E-02 1.05E-02 -4.27E-04 -8.43E-05
상기 표 7 및 표 8에 기재된 바와 같이, S1은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 구경 조리개(305, S1)로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
또한, S14 및 S15는 필터(370)이고, S16은 수광 소자(380)인 이미지 센서로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)의 초점거리를 각각 F1, F2, F3, F4, F5 및 F6 할 때, 각각의 값은 다음의 표 9와 같다.
항목
촬상렌즈의 전체 초점거리(F) 4.283
제1 렌즈의 초점거리(F1) 14.575
제2 렌즈의 초점거리(F2) 6.302
제3 렌즈의 초점거리(F3) 4.461
제4 렌즈의 초점거리(F4) -2.541
제5 렌즈의 초점거리(F5) 2.583
제6 렌즈의 초점거리(F6) -2.741
TTL 5.499
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.95 < TTL/F < 1.35 (1)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(1)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 렌즈(310)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
1.15 < TTL/F < 1.45 (2)
상기의 조건식(2)를 만족함으로써, 상품성이 보다 좋고, 광학적인 성능확보가 보다 용이하며, 보다 슬림한 촬상 렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 합성 초점거리를 F12, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.5 < F/F12 < 2.5 (3)
상기의 조건식(3)은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 파워 관계식으로, 조건식(3) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(300)가 설계되면 축상 성능이 떨어져 상품성이 떨어지고, 광학적 성능 확보가 어려워 진다.
따라서, 상기의 조건식(3)을 만족함으로써, 축상 성능이 향상되어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)의 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)의 합성 초점거리를 F34, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
-2.5 < F/F34 < -0.4 (4)
상기의 조건식(4)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)의 파워(Power) 관계식으로, 조건식(4) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(300)가 설계되면 색수차 및 비축수차가 발생되어 상품성이 떨어지고, 광학적 성능 확보가 어려워 진다.
따라서, 상기의 조건식(4)를 만족함으로써, 색수차 및 비축수차를 보정할 수 있어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< F/F1 < 1.5 (5)
상기의 조건식(5)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 렌즈(310)의 파워 관계식으로, 조건식(5) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(300)가 설계되면 굴절능을 축소되여 민감도를 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(5)를 만족함으로써, 굴절능을 축소를 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제3 렌즈(330)의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F3| < 2.5 (6)
상기의 조건식(6)은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제3 렌즈(330)의 파워 관계식으로, 조건식(6) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(300)가 설계되면 굴절능을 분산시켜 민감도 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(6)을 만족함으로써, 굴절능의 분산을 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제5 렌즈(350)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(360)의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0 (7)
상기의 조건식(7)은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)의 파워 관계식으로, 상기의 조건식(7)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.35 < TTL/2ImgH < 0.95 (8)
상기의 조건식(8)은 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(8)을 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태로 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따라 촬상 렌즈(300)의 시야각을 FOV(Field OF View) 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
65 < FOV < 88 (9)
상기의 조건식(9)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 촬상렌즈(300)의 시야각에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(9)를 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태 및 준광각 형태로 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)의 아베수 평균을 v34라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
10 < v12-v34 < 45 (10)
상기의 조건식(10)은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320) 및 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(10)을 만족함으로써, 색수차를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제3 렌즈(330)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(340)의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< |F/F3|+|F/F4| < 3 (11)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제3 렌즈(330) 및 제4 렌즈(340)의 굴절능에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 수차를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.15 < r12/F < 0.9 (12)
상기의 조건식(12)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 렌즈(310)의 상측 면의 곡률반경에 대한 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(12)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 초점거리를 F1, 제3 렌즈(330)의 초점거리를 F3 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |F1/F3| < 25 (13)
상기의 조건식(13)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 렌즈(310) 및 제3 렌즈(330)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(13)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제5 렌즈(350)의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈(350)의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6 (14)
상기의 조건식(14)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제5 렌즈(350)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(14)를 만족함으로써, 양(+)의 파워를 갖는 제5 렌즈(350)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(310)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(320)의 초점거리를 F2 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4 (15)
상기의 조건식(15)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈(300) 전체의 파워(Power)를 결정하는 관계식으로, 상기의 조건식(15)를 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서 제1 렌즈(310)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(320)의 초점거리를 F2, 제3 렌즈(330)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(340)의 초점거리를 F4 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30 (16)
상기의 조건식(16)은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330) 및 제4 렌즈(340)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(16)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈(340)의 초점거리를 F4, 제5 렌즈(350)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(360)의 초점거리를 F6 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5 (17)
상기의 조건식(17)은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(17)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서, 촬상 렌즈(300)의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈(310)의 물체측면과 제6 렌즈(360)의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.7 < DL/F < 1.2 (18)
상기의 조건식(18)을 만족함으로써, 컴팩트(compact)한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈(300)에서, 제4 렌즈(340)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(350)의 아베수를 v5 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
42 < v4+v5 < 115 (19)
상기의 조건식(19)는 본 발명의 제3 실시예에 따라 제4 렌즈(340)와 제5 렌즈(350)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(19)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(300)를 형성시킬 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 8 및 도 9는 다수의 파장을 다수의 컬러로 표시하여 수차특성을 나타낸다.
여기서, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration)와, 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 아울러, 도 9는 본 발명의 제3 실시예제3 실시예마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프이다.
도 8에 나타난 바와 같이, 구면수차를 측정한 그래프는 각 파장에 따른 구면수차를 나타낸다. 여기서, 각 파장이 수직축에 인접하여 나타남으로서 구면수차의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
아울러, 비점수차를 측정한 그래프는 수직축인 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE) 및 수평축인 포커스(FOCUS) 위치에 따른 x축 빛의 방향성분(X)과 y축 빛의 방향 성분(Y)의 수차특성을 나타낸다. 여기서, X,Y가 서로 인접하여 나타남에 따라 이미지가 퍼지지 않고, 해상력이 떨어지는 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
그리고, 왜곡수차를 측정한 그래프는 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE)에 따른 수평축인 왜곡(Distortion)특성을 나타낸다. 여기서, 왜곡도가 수평축인 왜곡(Distortion)의 -1 ~ +1 사이에서 주로 위치하므로 실제적으로 왜곡이 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 9에 나타난 바와 같이, 코마수차를 측정한 그래프는 상면의 높이에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(Tangential)과 새지털(Sagittal)의 수차특성을 나타낸다. 이때, 각 파장이 수평축 상에 인접하여 나타남으로써 횡색수차가 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 12는 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450) 및 제6 렌즈(460)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)는 상기 제1 렌즈(410) 내지 상기 제6 렌즈(460) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개(405)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 물체(피사체)의 영상을 획득하기 위하여 물체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(410), 조리개(405), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450), 제6 렌즈(460) 및 필터(470)를 순서대로 통과하여 수광 소자(480)에 입사된다.
여기서, 제1 렌즈(410)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측으로 볼록한 형태로 형성된다.
또한, 제2 렌즈(420)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
아울러, 제3 렌즈(430) 및 제4 렌즈(440)는 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 제3 렌즈(430) 및 제4 렌즈(440) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(430) 및 제4 렌즈(440) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 20 < V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 보다 더 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.
또한, 제5 렌즈(450)는 양(+)의 파워를 갖고, 물체측으로 오목하고, 상면측으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제5 렌즈(450)는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
아울러, 제6 렌즈(460)는 음(-)의 파워를 갖고, 상면측으로 오목하게 형성되며, 상면측 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
여기서, 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450) 및 제6 렌즈(460)는 비구면으로 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조리개(405)는 제1 렌즈(410) 내지 제5 렌즈(450) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 배치되고, 입사광으로 부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리를 조절한다. 이때, 일례로 조리개(405)는 제1 렌즈(410) 보다 물체측 또는 상면측에 배치될 수 있다. 또한, 다른 예로 조리개(405)는 제1 렌즈(410)의 물체측 면과 제3 렌즈(430)의 물체측 면 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제4 실시예에 따른 조리개(405)의 위치가 일례 및 다른 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 필터(470)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 제4 실시예에 따른 필터(470)의 종류가 여기에 한정되는 것은 아니다.
이때, 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(480)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
그리고, 상(像)이 맺히는 면을 포함하는 수광 소자(480)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 이미지 센서는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 수광소자가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)는 다음의 표 10과 같은 광학적 특성을 가진다.
렌즈면
번호		 곡률
반경(mm)		 두께(mm) 굴절률 아베수 렌즈형상 비고
S1 infinite 0 - - Flat Stop
S2 1.647 0.356 1.544 56.1 Asphere L1
S3 3.020 0.104 Asphere
S4 2.721 0.477 1.544 56.1 Asphere L2
S5 -5.437 0.089 Asphere
S6 -5.549 0.205 1.640 23.3 Asphere L3
S7 3.552 0.225 Asphere
S8 15.136 0.428 1.640 23.3 Asphere L4
S9 -5.886 0.491 Asphere
S10 -2.328 0.442 1.640 23.3 Asphere L5
S11 -2.275 0.149 Asphere
S12 8.035 0.712 1.534 55.7 Asphere L6
S13 1.572 0.174 Asphere
S14 infinite 0.270 1.517 64.2 Flat 필터
S15 infinite 0.580 Flat
S16 infinite - - - Flat 이미지
센서
상기 표 10에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)의 상기 제1 렌즈(410, L1), 상기 제2 렌즈(420, L2), 상기 제3 렌즈(430, L3), 상기 제4 렌즈(440, L4), 상기 제5 렌즈(450, L5) 및 상기 제6 렌즈(460, L6)는 모든 면이 비구면이다.
또한, 상기 표 10에 기재된 "-" 값은 정의되지 않은 값을 의미한다.
그리고, 상기 S1은 본 발명의 실시예에 있어서 촬상 렌즈(400)의 광량을 결정짓는 면을 의미하는 것이며, 상기 S1의 비고란에 기재된 Stop은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 상기 구경 조리개(405, S1)를 의미하는 것이다.
여기서, 조리개(405)는 제1 렌즈(410)의 물체측 면에 배치됐지만, 본 발명의 제4 실시예에 따른 조리개(405)의 위치는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈(400)가 조리개(405)를 반드시 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
아래의 표 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면
번호		 K A B C D E
S2 -5.46E-01 -2.54E-02 1.33E-02 -7.10E-02 8.54E-02 -3.80E-02
S3 0 -8.30E-02 9.92E-02 -1.13E-01 1.98E-01 -1.01E-01
S4 0 -5.45E-02 8.93E-02 -4.35E-02 9.85E-02 -7.15E-02
S5 -1.48E+01 2.60E-02 -1.20E-01 2.44E-02 7.79E-02 -4.72E-02
S6 -3.77E+01 6.86E-02 -1.50E-01 1.29E-01 1.60E-03 1.90E-03
S7 1.26E+01 -1.72E-02 -5.99E-02 1.43E-01 -1.03E-01 3.23E-02
S8 0 -1.06E-01 3.66E-02 -8.80E-02 2.84E-01 -2.02E-01
S9 0 -4.49E-02 1.14E-02 -6.06E-02 1.88E-01 -9.38E-02
S10 0 1.84E-01 -3.30E-01 2.14E-01 -6.47E-02 5.44E-03
S11 -4.44E+00 2.06E-01 -2.88E-01 1.67E-01 -4.92E-02 5.83E-03
S12 -2.63E+02 -7.38E-02 -3.81E-02 2.99E-02 -6.06E-03 4.04E-04
S13 -9.73E+00 -5.82E-02 1.20E-02 -2.22E-03 2.10E-04 -6.28E-06
상기 표 10 및 표 11에 기재된 바와 같이, S1은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 구경 조리개(405, S1)로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
또한, S14 및 S15는 필터(470)이고, S16는 수광 소자(480)인 이미지 센서로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
그리고 본 발명의 제4 실시예에 따른 상기 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450) 및 제6 렌즈(460)의 초점거리를 각각 F1, F2, F3, F4, F5 및 F6 할 때, 각각의 값은 다음의 표 12와 같다.
항목
촬상렌즈의 전체 초점거리(F) 4.141
제1 렌즈의 초점거리(F1) 6.071
제2 렌즈의 초점거리(F2) 3.388
제3 렌즈의 초점거리(F3) -3.323
제4 렌즈의 초점거리(F4) 6.612
제5 렌즈의 초점거리(F5) 36.112
제6 렌즈의 초점거리(F6) -3.788
TTL 4.703
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.95 < TTL/F < 1.35 (1)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(1)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따라 제1 렌즈(410)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
1.15 < TTL/F < 1.45 (2)
상기의 조건식(2)를 만족함으로써, 상품성이 보다 좋고, 광학적인 성능확보가 보다 용이하며, 보다 슬림한 촬상 렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따라 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)의 합성 초점거리를 F12, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.5 < F/F12 < 2.5 (3)
상기의 조건식(3)은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제1 렌즈(410)와 상기 제2 렌즈(420)의 파워 관계식으로, 조건식(3) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(400)가 설계되면 축상 성능이 떨어져 상품성이 떨어지고, 광학적 성능확보가 어려워진다.
따라서, 상기의 조건식(3)을 만족함으로써, 축상 성능이 향상되어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)의 제3 렌즈(430)와 제4 렌즈(440)의 합성 초점거리를 F34, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
-2.5 < F/F34 < -0.4 (4)
상기의 조건식(4)는 본 발명의 제4 실시예에 따라 제3 렌즈(430)와 제4 렌즈(440)의 파워(Power) 관계식으로, 조건식(4) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(400)가 설계되면 색수차 및 비축수차의 보정이 적절하지 않게 되어 상품성이 떨어지고, 광학적 성능 확보가 어려워 진다.
따라서, 상기의 조건식(4)를 만족함으로써, 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< F/F1 < 1.5 (5)
상기의 조건식(5)는 본 발명의 제4 실시예에 따라 제1 렌즈(410)의 파워 관계식으로, 조건식(5) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(400)가 설계되면 굴절능을 축소되여 민감도를 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(5)를 만족함으로써, 굴절능을 축소를 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제3 렌즈(430)의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F3| < 2.5 (6)
상기의 조건식(6)은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제3 렌즈(430)의 파워 관계식으로, 조건식(6) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(400)가 설계되면 굴절능을 분산시켜 민감도 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(6)을 만족함으로써, 굴절능의 분산을 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제5 렌즈(450)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(460)의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0 (7)
상기의 조건식(7)은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제5 렌즈(450) 및 제6 렌즈(460)의 파워 관계식으로, 상기의 조건식(7)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.35 < TTL/2ImgH < 0.95 (8)
상기의 조건식(8)은 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(8)을 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태로 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따라 촬상 렌즈(400)의 시야각을 FOV(Field OF View) 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
65 < FOV < 88 (9)
상기의 조건식(9)는 본 발명의 제4 실시예에 따라 촬상렌즈(400)의 시야각에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(9)를 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태 및 준광각 형태로 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈(430)와 제4 렌즈(440)의 아베수 평균을 v34라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
10 < v12-v34 < 45 (10)
상기의 조건식(10)은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420) 및 제3 렌즈(430)와 제4 렌즈(440)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(10)을 만족함으로써, 색수차를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제3 렌즈(430)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(440)의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< |F/F3|+|F/F4| < 3 (11)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제3 렌즈(430) 및 제4 렌즈(440)의 굴절능에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 수차를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.15 < r12/F < 0.9 (12)
상기의 조건식(12)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제1 렌즈(410)의 상측 면의 곡률반경에 대한 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(12)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 초점거리를 F1, 제3 렌즈(430)의 초점거리를 F3 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |F1/F3| < 25 (13)
상기의 조건식(13)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제1 렌즈(410) 및 제3 렌즈(430)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(13)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제5 렌즈(450)의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈(450)의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6 (14)
상기의 조건식(14)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제5 렌즈(450)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(14)를 만족함으로써, 양(+)의 파워를 갖는 제5 렌즈(450)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(410)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(420)의 초점거리를 F2 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4 (15)
상기의 조건식(15)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈(400) 전체의 파워(Power)를 결정하는 관계식으로, 상기의 조건식(15)를 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서 제1 렌즈(410)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(420)의 초점거리를 F2, 제3 렌즈(430)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(440)의 초점거리를 F4 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30 (16)
상기의 조건식(16)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430) 및 제4 렌즈(440)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(16)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈(440)의 초점거리를 F4, 제5 렌즈(450)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(460)의 초점거리를 F6 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5 (17)
상기의 조건식(17)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450) 및 제6 렌즈(460)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(17)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서, 촬상 렌즈(400)의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈(410)의 물체측면과 제6 렌즈(460)의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.7 < DL/F < 1.2 (18)
상기의 조건식(18)을 만족함으로써, 컴팩트(compact)한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 렌즈(400)에서, 제4 렌즈(440)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(450)의 아베수를 v5 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
42 < v4+v5 < 115 (19)
상기의 조건식(19)는 본 발명의 제4 실시예제4 실시예제4 실시예0)와 제5 렌즈(450)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(19)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(400)를 형성시킬 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 11 및 도 12는 다수의 파장을 다수의 컬러로 표시하여 수차특성을 나타낸다.
여기서, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration)와, 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 아울러, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프이다.
도 11에 나타난 바와 같이, 구면수차를 측정한 그래프는 각 파장에 따른 구면수차를 나타낸다. 여기서, 각 파장이 수직축에 인접하여 나타남으로서 구면수차의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
아울러, 비점수차를 측정한 그래프는 수직축인 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE) 및 수평축인 포커스(FOCUS) 위치에 따른 x축 빛의 방향성분(X)과 y축 빛의 방향 성분(Y)의 수차특성을 나타낸다. 여기서, X,Y가 서로 인접하여 나타남에 따라 이미지가 퍼지지 않고, 해상력이 떨어지는 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
그리고, 왜곡수차를 측정한 그래프는 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE)에 따른 수평축인 왜곡(Distortion)특성을 나타낸다. 여기서, 왜곡도가 수평축인 왜곡(Distortion)의 -1 ~ +1 사이에서 주로 위치하므로 실제적으로 왜곡이 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 12에 나타난 바와 같이, 코마수차를 측정한 그래프는 상면의 높이에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(Tangential)과 새지털(Sagittal)의 수차특성을 나타낸다. 이때, 각 파장이 수평축 상에 인접하여 나타남으로써 횡색수차가 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)는 상기 제1 렌즈(510) 내지 상기 제6 렌즈(560) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개(505)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 물체(피사체)의 영상을 획득하기 위하여 물체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(510), 조리개(505), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550), 제6 렌즈(560) 및 필터(570)를 순서대로 통과하여 수광 소자(580)에 입사된다.
여기서, 제1 렌즈(510)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측으로 볼록한 형태로 형성된다.
또한, 제2 렌즈(520)는 양(+)의 파워를 갖도록 형성된다.
아울러, 제3 렌즈(530) 및 제4 렌즈(540)는 양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 제3 렌즈(530) 및 제4 렌즈(540) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 현저히 줄일 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제3 렌즈(530) 및 제4 렌즈(540) 중에서 적어도 어느 하나 이상은 아베수(V)가 20 < V < 30 의 범위로 형성되어 색수차를 보다 더 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.
또한, 제5 렌즈(550)는 음(-)의 파워를 갖고, 물체측으로 오목한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제5 렌즈(550)는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성될 수 있다.
아울러, 제6 렌즈(560)는 음(-)의 파워를 갖고, 상면측으로 오목하게 형성되며, 상면측 면에 변곡점을 갖도록 형성된다.
여기서, 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)는 비구면으로 형성될 수 있지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조리개(505)는 제1 렌즈(510) 내지 제5 렌즈(550) 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 배치되고, 입사광으로 부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리를 조절한다. 이때, 일례로 조리개(505)는 제1 렌즈(510) 보다 물체측 또는 상면측에 배치될 수 있다. 또한, 다른 예로 조리개(505)는 제1 렌즈(510)의 물체측 면과 제3 렌즈(530)의 물체측 면 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제5 실시예에 따른 조리개(505)의 위치가 일례 및 다른 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 필터(570)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 제5 실시예에 따른 필터(570)의 종류가 여기에 한정되는 것은 아니다.
이때, 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(580)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
그리고, 상(像)이 맺히는 면을 포함하는 수광 소자(580)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 이때, 이미지 센서는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 수광소자가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)는 다음의 표 13과 같은 광학적 특성을 가진다.
렌즈면
번호		 곡률
반경(mm)		 두께(mm) 굴절률 아베수 렌즈형상 비고
S1 infinite 0 - - Flat Stop
S2 1.648 0.377 1.5441 56.1 Asphere L1
S3 3.662 0.093 Asphere
S4 3.309 0.458 1.5441 56.1 Asphere L2
S5 -5.055 0.080 Asphere
S6 -5.260 0.205 1.6398 23.3 Asphere L3
S7 3.603 0.223 Asphere
S8 15.574 0.429 1.6398 23.3 Asphere L4
S9 -5.840 0.446 Asphere
S10 -2.448 0.346 1.6398 23.3 Asphere L5
S11 -2.685 0.194 Asphere
S12 7.975 0.840 1.5343 55.7 Asphere L6
S13 1.775 0.161 Asphere
S14 infinite 0.270 1.5168 64.2 Flat 필터
S15 infinite 0.580 Flat
S16 infinite - - - Flat 이미지
센서
상기 표 13에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)의 상기 제1 렌즈(510, L1), 상기 제2 렌즈(520, L2), 상기 제3 렌즈(530, L3), 상기 제4 렌즈(540, L4), 상기 제5 렌즈(550, L5) 및 상기 제6 렌즈(560, L6)는 모든 면이 비구면이다.
또한, 상기 표 13에 기재된 "-" 값은 정의되지 않은 값을 의미한다.
그리고, 상기 S1은 본 발명의 실시예에 있어서 촬상 렌즈(500)의 광량을 결정짓는 면을 의미하는 것이며, 상기 S1의 비고란에 기재된 Stop은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 상기 구경 조리개(505, S1)를 의미하는 것이다.
여기서, 조리개(505)는 제1 렌즈(510)의 물체측 면에 배치됐지만, 본 발명의 제5 실시예에 따른 조리개(505)의 위치는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상렌즈(500)가 조리개(505)를 반드시 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
아래의 표 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면
번호		 K A B C D E
S2 -5.46E-01 -2.29E-02 -7.67E-04 -5.68E-02 8.04E-02 -3.66E-02
S3 0 -9.98E-02 8.09E-02 1.27E-02 6.78E-02 -5.59E-02
S4 0 -7.31E-02 8.43E-02 1.18E-01 -9.79E-02 1.49E-03
S5 -1.48E+01 3.21E-02 -1.01E-01 -3.42E-02 1.31E-01 -6.02E-02
S6 -3.77E+01 8.14E-02 -1.63E-01 4.79E-02 1.52E-01 -6.53E-02
S7 1.30E+01 -1.13E-02 -8.18E-02 1.26E-01 -3.84E-02 4.79E-03
S8 0 -1.05E-01 3.59E-02 -8.59E-02 2.76E-01 -1.94E-01
S9 0 -3.19E-02 -2.04E-02 -1.24E-03 1.39E-01 -8.00E-02
S10 0 2.27E-01 -4.00E-01 2.98E-01 -1.08E-01 1.23E-02
S11 -4.16E+00 2.01E-01 -3.13E-01 2.10E-01 -7.19E-02 9.72E-03
S12 -2.63E+02 -1.02E-01 -3.94E-02 4.10E-02 -9.53E-03 7.15E-04
S13 -9.73E+00 -5.69E-02 1.10E-02 -2.05E-03 2.02E-04 -6.41E-06
상기 표 13 및 표 14에 기재된 바와 같이, S1은 빛의 양을 조절하기 위해 이용되는 구경 조리개(505, S1)로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
또한, S14 및 S15는 필터(570)이고, S16는 수광 소자(580)인 이미지 센서로서 평면(flat)이기 때문에 비구면 계수 값은 없다.
그리고 본 발명의 제5 실시예에 따른 상기 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)의 초점거리를 각각 F1, F2, F3, F4, F5 및 F6 할 때, 각각의 값은 다음의 표 15와 같다.
항목
촬상렌즈의 전체 초점거리(F) 4.141
제1 렌즈의 초점거리(F1) 5.145
제2 렌즈의 초점거리(F2) 3.732
제3 렌즈의 초점거리(F3) -3.279
제4 렌즈의 초점거리(F4) 6.626
제5 렌즈의 초점거리(F5) -100.854
제6 렌즈의 초점거리(F6) -4.467
TTL 4.703
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.95 < TTL/F < 1.35 (1)
상기의 조건식(1)은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따라 제1 렌즈(510)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
1.15 < TTL/F < 1.45 (2)
상기의 조건식(2)를 만족함으로써, 상품성이 보다 좋고, 광학적인 성능확보가 보다 용이하며, 보다 슬림한 촬상 렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따라 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520)의 합성 초점거리를 F12, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.5 < F/F12 < 2.5 (3)
상기의 조건식(3)은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제1 렌즈(510)와 상기 제2 렌즈(520)의 파워 관계식으로, 조건식(3) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(500)가 설계되면 축상 성능이 떨어져 상품성이 떨어지고, 광학적 성능확보가 어려워진다.
따라서, 상기의 조건식(3)을 만족함으로써, 축상 성능이 향상되어 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)의 제3 렌즈(530)와 제4 렌즈(540)의 합성 초점거리를 F34, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
-2.5 < F/F34 < -0.4 (4)
상기의 조건식(4)는 본 발명의 제5 실시예에 따라 제3 렌즈(530)와 제4 렌즈(540)의 파워(Power) 관계식으로, 조건식(4) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(500)가 설계되면 색수차 및 비축수차의 보정이 적절하지 않게 되어 상품성이 떨어지고, 광학적 성능 확보가 어려워 진다.
따라서, 상기의 조건식(4)를 만족함으로써, 상품성이 좋고, 광학적인 성능확보가 용이한 촬상 렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< F/F1 < 1.5 (5)
상기의 조건식(5)는 본 발명의 제5 실시예에 따라 제1 렌즈(510)의 파워 관계식으로, 조건식(5) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(500)가 설계되면 굴절능을 축소되여 민감도를 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(5)를 만족함으로써, 굴절능을 축소를 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제3 렌즈(530)의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F3| < 2.5 (6)
상기의 조건식(6)은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제3 렌즈(530)의 파워 관계식으로, 조건식(6) 보다 작거나 큰 값으로 촬상 렌즈(500)가 설계되면 굴절능을 분산시켜 민감도 저감된다.
따라서, 상기의 조건식(6)을 만족함으로써, 굴절능의 분산을 방지하여 민감도가 좋은 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제5 렌즈(550)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(560)의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0 (7)
상기의 조건식(7)은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)의 파워 관계식으로, 상기의 조건식(7)을 만족함으로써, 텔레포토(Telephoto) 형태가 가능한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.35 < TTL/2ImgH < 0.95 (8)
상기의 조건식(8)은 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)의 TTL과 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(8)을 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태로 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따라 촬상 렌즈(500)의 시야각을 FOV(Field OF View) 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
65 < FOV < 88 (9)
상기의 조건식(9)는 본 발명의 제5 실시예에 따라 촬상렌즈(500)의 시야각에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(9)를 만족함으로써, 슬림(Slim)한 형태 및 준광각 형태로 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520)의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈(530)와 제4 렌즈(540)의 아베수 평균을 v34라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
10 < v12-v34 < 45 (10)
상기의 조건식(10)은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520) 및 제3 렌즈(530)와 제4 렌즈(540)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(10)을 만족함으로써, 색수차를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제3 렌즈(530)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(540)의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0< |F/F3|+|F/F4| < 3 (11)
상기의 조건식(11)은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제3 렌즈(530) 및 제4 렌즈(540)의 굴절능에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(11)을 만족함으로써, 수차를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.15 < r12/F < 0.9 (12)
상기의 조건식(12)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 렌즈(510)의 상측 면의 곡률반경에 대한 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(12)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 초점거리를 F1, 제3 렌즈(530)의 초점거리를 F3 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |F1/F3| < 25 (13)
상기의 조건식(13)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 렌즈(510) 및 제3 렌즈(530)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(13)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제5 렌즈(550)의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈(550)의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6 (14)
상기의 조건식(14)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제5 렌즈(550)의 파워(Power)의 관계식으로, 상기의 조건식(14)를 만족함으로써, 양(+)의 파워를 갖는 제5 렌즈(550)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈(510)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(520)의 초점거리를 F2 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4 (15)
상기의 조건식(15)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상렌즈(500) 전체의 파워(Power)를 결정하는 관계식으로, 상기의 조건식(15)를 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서 제1 렌즈(510)의 초점거리를 F1, 제2 렌즈(520)의 초점거리를 F2, 제3 렌즈(530)의 초점거리를 F3, 제4 렌즈(540)의 초점거리를 F4 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30 (16)
상기의 조건식(16)은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530) 및 제4 렌즈(540)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(16)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈(540)의 초점거리를 F4, 제5 렌즈(550)의 초점거리를 F5, 제6 렌즈(560)의 초점거리를 F6 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5 (17)
상기의 조건식(17)은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)의 파워(Power) 관계식으로, 상기의 조건식(17)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서, 촬상 렌즈(500)의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈(510)의 물체측면과 제6 렌즈(560)의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
0.7 < DL/F < 1.2 (18)
상기의 조건식(18)을 만족함으로써, 컴팩트(compact)한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 렌즈(500)에서, 제4 렌즈(540)의 아베수를 v4, 제5 렌즈(550)의 아베수를 v5 라 할 때, 다음의 조건식을 만족시킬 수 있다.
42 < v4+v5 < 115 (19)
상기의 조건식(19)는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제4 렌즈(540)와 제5 렌즈(550)의 분산에 대한 관계식으로, 상기의 조건식(19)을 만족함으로써, 광학특성이 우수한 촬상렌즈(500)를 형성시킬 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 14 및 도 15는 다수의 파장을 다수의 컬러로 표시하여 수차특성을 나타낸다.
여기서, 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration)와, 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 아울러, 도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프이다.
도 14에 나타난 바와 같이, 구면수차를 측정한 그래프는 각 파장에 따른 구면수차를 나타낸다. 여기서, 각 파장이 수직축에 인접하여 나타남으로서 구면수차의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
아울러, 비점수차를 측정한 그래프는 수직축인 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE) 및 수평축인 포커스(FOCUS) 위치에 따른 x축 빛의 방향성분(X)과 y축 빛의 방향 성분(Y)의 수차특성을 나타낸다. 여기서, X,Y가 서로 인접하여 나타남에 따라 이미지가 퍼지지 않고, 해상력이 떨어지는 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
그리고, 왜곡수차를 측정한 그래프는 물체측에서 바라본 상면 높이(ANGLE)에 따른 수평축인 왜곡(Distortion)특성을 나타낸다. 여기서, 왜곡도가 수평축인 왜곡(Distortion)의 -1 ~ +1 사이에서 주로 위치하므로 실제적으로 왜곡이 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 15에 나타난 바와 같이, 코마수차를 측정한 그래프는 상면의 높이에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(Tangential)과 새지털(Sagittal)의 수차특성을 나타낸다. 이때, 각 파장이 수평축 상에 인접하여 나타남으로써 횡색수차가 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 촬상 렌즈는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100,200,300,400,500 : 촬상 렌즈
105,205,305,405,505 : 조리개
110,210,310,410,510 : 제1 렌즈
120,220,320,420,520 : 제2 렌즈
130,230,330,430,530 : 제3 렌즈
140,240,340,440,540 : 제4 렌즈
150,250,350,450,550 : 제5 렌즈
160,260,360,460,560 : 제6 렌즈
170,270,370,470,570 : 필터
180,280,380,480,580 : 수광 소자

Claims (36)

  1. 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈;
    양(+)의 파워를 갖는 제2 렌즈;
    양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제3 렌즈;
    양(+) 또는 음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈;
    양(+) 또는 음(-)의 파워를 제5 렌즈; 및
    음(-)의 파워를 갖는 제6 렌즈를 포함하되,
    상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈 상기 제5 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 촬상 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록하게 형성되는 촬상 렌즈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈 또는 상기 제4 렌즈 중에서 적어도 어느 하나는 아베수가 30 이하로 형성되는 촬상 렌즈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 상면측으로 볼록하게 형성되는 촬상 렌즈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고 물체측으로 볼록하게 형성되는 촬상 렌즈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고 물체측으로 오목하게 형성되는 촬상 렌즈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고, 물체측으로 오목하게 형성되는 촬상 렌즈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 물체측 면 또는 상면측 면 중 적어도 하나의 면에 변곡점을 갖도록 형성되는 촬상렌즈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 상면측 면에 변곡점을 가지도록 형성되는 촬상 렌즈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 상면측으로 오목하게 형성되는 촬상 렌즈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.95 < TTL/F < 1.45
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    1.15 < TTL/F < 1.45
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 합성 초점거리를 F12, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.5 < F/F12 < 2.5
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 합성 초점거리를 F34, 상기 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    -2.5 < F/F34 < -0.4
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고,
    상기 제4 렌즈는 양(+)의 파워를 갖도록 형성되는 촬상 렌즈.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 음(-)의 파워를 갖고,
    상기 제4 렌즈는 음(-)의 파워를 갖도록 형성되는 촬상 렌즈.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고,
    상기 제4 렌즈는 음(-)의 파워를 갖도록 형성되는 촬상 렌즈.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 양(+)의 파워를 갖고,
    상기 제4 렌즈는 양(+)의 파워를 갖도록 형성되는 촬상 렌즈.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중 어느 하나 보다 물체측 또는 상면측에 위치되는 조리개를 더 포함하는 촬상 렌즈.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 조리개는 상기 제1 렌즈의 물체측 면과 제3 렌즈의 물체측 면 사이에 위치되는 촬상 렌즈.
  21. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 초점거리를 F1, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0< F/F1 < 1.5
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  22. 청구항 1에 있어서,
    제3 렌즈의 초점거리를 F3, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.2 < |F/F3| < 2.5
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  23. 청구항 1에 있어서,
    제5 렌즈의 초점거리를 F5, 제6 렌즈의 초점거리를 F6, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.3 < F/F5 + F/F6 < 6.0
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  24. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 이미지 하이트(Image Hight)를 ImgH 라 할 때,
    0.35 < TTL/2ImgH < 0.95
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  25. 청구항 1에 있어서,
    촬상 렌즈의 시야각을 FOV라 할 때,
    65 < FOV < 88
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  26. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈와 제2 렌즈의 아베수 평균을 v12, 제3 렌즈와 제4 렌즈의 아베수 평균을 v34라 할 때,
    10 < v12-v34 < 45
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  27. 청구항 1에 있어서,
    제3 렌즈의 초점거리를 F3, 제4 렌즈의 초점거리를 F4, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0< |F/F3|+|F/F4| < 3
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  28. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 물체측 입사면으로부터 상면까지의 거리를 TTL, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.95 < TTL/F < 1.35
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  29. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 상측 면의 곡률반경이 r12, 촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F 라 할 때,
    0.15 < r12/F < 0.9
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  30. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제3 렌즈의 초점거리를 F3 라 할 때,
    0 < |F1/F3| < 25
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  31. 청구항 1에 있어서,
    제5 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 r9, 제5 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 r10 라 할 때,
    0 < |(r9-r10)/(r9+r10)| < 6
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  32. 청구항 1에 있어서,
    촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제2 렌즈의 초점거리를 F2 라 할 때,
    0.2 < |F/F1|+|F/F2| < 4
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  33. 청구항 1에 있어서,
    제1 렌즈의 초점거리를 F1, 제2 렌즈의 초점거리를 F2, 제3 렌즈의 초점거리를 F3, 제4 렌즈의 초점거리를 F4 라 할 때,
    0 < (|F1|+|F2|)/(|F3|+|F4|) < 30
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  34. 청구항 1에 있어서,
    촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 제4 렌즈의 초점거리를 F4, 제5 렌즈의 초점거리를 F5, 제6 렌즈의 초점거리를 F6 이라 할 때,
    0.20 < |F/F4|+|F/F5|+|F/F6| < 7.5
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  35. 청구항 1에 있어서,
    촬상 렌즈의 전체 초점거리를 F, 광축상에서 제1 렌즈의 물체측면과 제6 렌즈의 상측면 사이의 거리 DL 이라 할 때,
    0.7 < DL/F < 1.2
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
  36. 청구항 1에 있어서,
    제4 렌즈의 아베수를 v4, 제5 렌즈의 아베수를 v5 라 할 때,
    42 < v4+v5 < 115
    의 조건식을 만족하는 촬상렌즈.
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