KR20150087511A - 촬상 렌즈 - Google Patents

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KR20150087511A
KR20150087511A KR1020140007553A KR20140007553A KR20150087511A KR 20150087511 A KR20150087511 A KR 20150087511A KR 1020140007553 A KR1020140007553 A KR 1020140007553A KR 20140007553 A KR20140007553 A KR 20140007553A KR 20150087511 A KR20150087511 A KR 20150087511A
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Abstract

실시예는 물체측으로부터 결상측으로 + 파워 배치를 갖는 제1 렌즈; - 파워 배치를 갖는 제2 렌즈; 양 볼록 형상의 제3 렌즈; + 파워 배치를 갖는 제4 렌즈; 및 - 파워 배치를 갖는 제5 렌즈;를 순서대로 포함하며, 상기 제5 렌즈는 메니스커스(meniscus) 형상을 갖는 촬상 렌즈를 제공한다.

Description

촬상 렌즈{IMAGE PICKUP LENS}
본 발명은 5매 촬상 렌즈에 관한 것이다.
최근, 종래의 필름 카메라는 CCD와 CMOS 등의 소형 고체 촬상 소자를 사용하는 휴대 단말기용 카메라 모듈, 디지털 스틸 카메라(DSC; Digital Still Camera), 캠코더, PC 카메라(퍼스널 컴퓨터에 부속된 촬상장치) 등으로 대체되고 있으며, 이러한 촬상 장치는 각종 전자제품에 탑재되게 된다.
이러한 환경에 있어서, 전자제품에 구비된 각종 구성요소들에 의해 상기 촬상 장치에 구비된 촬상 렌즈는 가공 정밀도 및 가격적 측면을 고려하여 소형화 및 고해상도를 갖는 촬상 렌즈 개발이 필요하다.
실시예는 온도 변화에 따른 경시변화를 보완하기 위한 촬상 렌즈를 구현하고자 한다.
실시예는 물체측으로부터 결상측으로, + 파워 배치를 갖는 제1 렌즈; - 파워 배치를 갖는 제2 렌즈; 양 볼록 형상의 제3 렌즈; + 파워 배치를 갖는 제4 렌즈; 및 - 파워 배치를 갖는 제5 렌즈;를 순서대로 포함하며, 상기 제5 렌즈는 메니스커스(meniscus) 형상을 갖는 촬상 렌즈를 제공한다.
또한, 상기 제1 렌즈는 메니스커스 형상 또는 양 볼록 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈는 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈는 + 파워 배치를 가질 수 있다.
또한, 상기 제4 렌즈는 메니스커스 형상 또는 양 볼록 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈 내지 제5 렌즈 중 적어도 어느 하나는 일면 또는 양면이 비구면일 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈의 물측면 전방에 구비된 조리개를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제1 조건식 0.5 < Σd/f < 1.5 을 만족할 수 있다. 여기서, Σd는 광학계 전체의 두께(제1 렌즈 상측면에서부터 상면까지의 거리), f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제2 조건식 0.4 < f1/f < 1.5 를 만족할 수 있다. 여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제3 조건식 1.6 < N2 < 1.7 을 만족할 수 있다. 여기서, N2는 제2 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제4 조건식 2.0 < FN < 2.6 을 만족할 수 있다. 여기서, FN은 에프-넘버(F-number)를 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제5 조건식 20 < V2 < 30 를 만족할 수 있다. 여기서, V2는 제2 렌즈의 아베수를 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제6 조건식 50 < V1, V3, V4, V5, < 60 을 만족할 수 있다. 여기서, V1은 제1 렌즈의 아베수, V3는 제3 렌즈의 아베수, V4는 제4 렌즈의 아베수, V5는 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
또한, 상기 촬상 렌즈는 제7 조건식 1 < R11, R31 을 만족할 수 있다. 여기서, R11은 제1 렌즈의 물측면의 곡률반경, R31는 제3 렌즈의 물측면의 곡률반경을 나타낸다.
실시예는 고해상도 및 소형화를 구현하기 위한 촬상 렌즈를 구현하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 모듈의 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 모듈의 구성도.
도 3a는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 횡수차도를 도시한 그래프.
도 3b는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 비점수차 및 왜곡수차도를 도시한 그래프.
도 4a는 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 횡수차도를 도시한 그래프.
도 4b는 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 비점수차 및 왜곡수차도를 도시한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한, 본 발명에서 각 렌즈의 구성을 설명함에 있어, "물측면"이라 함은 광축을 기준으로 하여 물체측(object side)을 향하는 렌즈의 면을 의미하며, "상측면"이라 함은 광축을 기준으로 하여 결상측(image side)을 향하는 렌즈의 면을 의미한다.
또한, 각 실시예의 특징과 관련하여, 이하 도 1 내지 도 2를 참조하여 2 개의 렌즈 실시예에 대하여 각각 설명하고, 이 후, 도 3a 내지 도 4b를 참조하여 각각의 렌즈 실시예에 따른 수차도를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 모듈의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에서부터 결상측으로 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50), 필터(60) 및 수광소자(70)를 순서대로 포함할 수 있으며, 조리개를 더 포함할 수 있다.
도 1에서, 'S1'은 제1 렌즈(10)의 물측면, 'S2'는 제1 렌즈(10)의 상측면이고, 'S3'는 제2 렌즈(20)의 물측면, 'S4'는 제2 렌즈(20)의 상측면이고, 'S5'는 제3 렌즈(30)의 물측면, 'S6'은 제3 렌즈(30)의 상측면이고, 'S7'는 제4 렌즈(40)의 물측면, 'S8'은 제4 렌즈(40)의 상측면이고, 'S9'는 제5 렌즈(50)의 물측면, 'S10'은 제5 렌즈(50)의 상측면이다.
이러한 구성요소의 부재번호(10 내지 70) 및 'Sx'는 본 발명의 도 2에 도시된 다른 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 제1 렌즈(10)는 물측면이 볼록한 형상, 상기 제2 렌즈(20)는 물측면이 볼록한 형상, 상기 제3 렌즈(30)는 양면이 볼록한 형상, 상기 제4 렌즈(40)는 상측면이 볼록한 형상이고, 상기 제5 렌즈(50)는 물측면이 볼록한 형상으로 구현될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 렌즈(10)는 상측면이 오목한 형상, 또는, 물측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 형상을 가질 수도 있다.
상기 제2 렌즈(20)는 상측면이 오목한 형상, 또는, 물측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수도 있다.
상기 제3 렌즈(30)는 양볼록 대신에 물측으로만 볼록한 면이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(30)의 상측면은 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 물측면이 오목한 형상, 또는, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수도 있다. 또한, 물측면 또는 상측면 적어도 한면에 변곡점을 가질 수도 있다.
상기 제5 렌즈(50)는 상측면이 오목한 형상, 또는, 물측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수도 있다. 또한, 물측면 또는 상측면 적어도 한면에 적어도 1개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 렌즈 형상은 광축 또는 광축 근방에서의 형상을 나타낸다.
또한, 상기 제1 렌즈(10)는 + 파워 배치를 가지며, 상기 제2 렌즈(20)는 - 파워 배치를 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(40)는 + 파워 배치를 가질 수 있다.
또한, 제1 렌즈(10)부터 제5 렌즈(50) 순서대로 +, -, +, +, -, 즉, PNPPN의 파워 배치를 갖가질 수 있으며, 이러한 파워배치는 촬상 렌즈의 광학 성능, 제조 비용 및 촬상 장치의 소형화를 고려하여 설정된 최적의 파워 배치일 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈(50)는 광축 근방에서 상측면이 오목 형상이고 주변부로 갈수록 볼록한 형상으로 형성되는 것이 상면 만곡 및 텔레센트릭성 확보에 있어서 바람직하며, 상측면의 중심부(광축 부근)로부터 주변부에 걸쳐 광선의 입사 각도가 렌즈에 대해 수직에 가깝도록 할 수 있다.
이러한 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(50) 중 적어도 어느 하나는 일면 또는 양면이 비구면일 수 있다. 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(50) 중 비구면이 적어도 일면 이상에 형성되면, 각종 수차, 특히 구면 수차, 코마 수차 및 왜곡 수차의 보정에 우수한 효과를 가지기 때문이다.
특히, 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(30) 중 적어도 어느 하나는 사출성형에 의해 제조된 플라스틱 렌즈로 구비될 수 있다.
또한, 필요에 따라 유리 렌즈 제조를 포함할 수 있다. 반면, 사출 성형에 의한 플라스틱 렌즈는 렌즈의 비구면화에 있어서 용이하며, 소형 렌즈의 제조에 유리하다.
이러한 실시예의 렌즈는 그 표면에 반사 방지 또는 표면 경도 향상을 위해 코팅처리된 경우를 포함할 수 있다.
한편, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(50)에 있어서 물체측에 위치하는 것이 텔레센트릭성 확보에 좋을 수 있다. 또한, 실시예에서 조리개는 제2 렌즈(20)와 제3 렌즈(30) 사이에 배치되어 있으나, 제1 렌즈(10)와 제2 렌즈(20) 사이 또는 제1 렌즈(10) 앞에도 배치되어 설계될 수도 있다.
한편, 상기 필터(60)는 광학부재, 예를 들어 촬상면 보호용 커버유리, 적외선 필터(Infrared Ray Filter) 등의 평판 형상의 광학부재일 수 있으며, 상기 수광소자(70)는 이미지 센서일 수 있다.
한편, 제1 실시예는 아래와 같은 조건식 중 어느 하나 또는 이의 조합을 만족하는 것이 각 렌즈의 파워 밸런스 측면과, 촬상 렌즈의 소형화와 고성능화 측면에서 유리하다.
<조건식 1>
0.5 < Σd/f < 1.5
여기서, Σd는 광학계 전체의 두께(제1 렌즈 상측면에서부터 상면까지의 거리), f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
<조건식 2>
0.4 < f1/f < 1.5
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
<조건식 3>
1.6 < N2 < 1.7
여기서, N2는 제2 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
<조건식 4>
2.0 < FN < 2.6
여기서, FN은 에프-넘버(F-number)를 나타낸다.
<조건식 5>
20 < V2 < 30
여기서, V2는 제2 렌즈의 아베수를 나타낸다.
<조건식 6>
50 < V1 < 60
여기서, V1은 제1 렌즈의 아베수를 나타낸다.
<조건식 7>
50 < V3 < 60
여기서, V3는 제3 렌즈의 아베수를 나타낸다.
<조건식 8>
50 < V4 < 60
여기서, V4는 제4 렌즈의 아베수를 나타낸다.
<조건식 9>
50 < V5 < 60
여기서, V5는 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
<조건식 10>
1 < R11
여기서, R11은 제1 렌즈의 물측면의 곡률반경을 나타낸다.
<조건식 11>
1 < R31
여기서, R31는 제3 렌즈의 물측면의 곡률반경을 나타낸다.
이러한 실시예의 렌즈들은 곡률반경에 대한 조건식 일부 또는 모두를 만족함으로써 각 렌즈에 대한 수차보정이 이루어진다. 즉, 촬상 소자에서의 광속의 입사각도가 일정각도로 제어됨에 따라 상측면에서의 광량 불균형을 감소시킬 수 있다.
특히, 상기와 같은 조건식 2는 파워가 비교적 약한 제1 렌즈(10)에 대하여, 주로 제조 오차에 수반하는 성능 열화를 배제하기 위한 조건범위를 규정하고 있다. 구체적으로, 상기 범위를 넘어가면, 상기 제1 렌즈(10)의 파워가 강해지게 되어 상기 제1 렌즈(10)로 인해 발생하는 각각의 수차가 커지고, 제2 렌즈(20) 내지 제5 렌즈(50) 이 후의 수차 보정부담이 커지게 된다.
또한, 상기 조건식 10과 같은 범위를 만족하는 경우, 촬상 렌즈의 소형화 구현에 유리하며, 구체적으로, 제1 렌즈(10)의 물측면의 곡률을 크게 가져감으로써 소형화를 위해 제한된 촬상 렌즈의 전장길이에서 나머지 렌즈 곡률반경의 자유도를 더 높일 수 있다. 또한, 제5 렌즈(50)의 물측면의 곡률반경을 크게 가져감으로써, 입사광이 제5 렌즈(50)의 면과 접선방향으로 입사할 수 있도록 하는 형상 구현이 용이하고, 이에 의해 수차발생을 줄일 수 있다.
이러한 특징을 갖는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈는 아래 표 1 내지 표 3과 같은 구체적인 특징을 가질 수 있다.
여기서, 표 1은 제1 실시예의 비구면계수이다.
Sx k A B C D
1 -0.168327 -0.446845E-02 -0.330854E-02 -0.567006E-01 0.811719E-01
2 0.000000 0.660864E-01 -0.133847E+00 0.226224E+00 -0.824636E+00
3 0.000000 0.789616E-02 0.616917E-01 -0.711714E-01 -0.107518E+00
4 -11.997992 0.348185E-01 0.651101E-01 -0.587421E-02 -0.835424E-01
5 0.000000 -0.134629E+00 0.229882E-01 -0.125967E-01 -0.594373E-01
6 0.000000 -0.579784E-01 -0.421645E-01 -0.233933E-01 0.259905E-01
7 0.000000 0.740647E-01 -0.684673E-01 0.920099E-02 0.000000E+00
8 -1.000000 0.310331E+00 -0.357995E+00 0.310795E+00 -0.200449E+00
9 -2602182.344 -0.131121E+00 -0.434602E-01 0.671752E-01 -0.272775E-01
10 -5.965987 -0.835000E-01 0.338414E-01 -0.984578E-02 0.156461E-02
상기 제1 실시예에서 언급되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수 k 및 비구면 계수 A, B, C, D에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어 E+01은 101을, E-02는 10-2를 나타낸다.
Figure pat00001
여기서, z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
c : 렌즈의 기본 곡률
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리
K : 코닉(Conic) 상수
A, B, C, D, E, F : 비구면 계수
한편, 하기 표 2는 제1 실시예에 따른 각 렌즈면의 렌즈 데이터이다.
Sx 곡률반경(R) 두께 또는 거리(d) 굴절률(N) 재질
1 1.8 0.47 1.53 Plastic
2 8.7 0.10
3 10.9 0.17 1.64 Plastic
4 2.1 0.10
Stop 0.11
5 2.4 0.47 1.53 Plastic
6 -8.5 1.12
7 -9.1 0.49 1.53 Plastic
8 -1.5 0.10
9 264.3 0.58 1.53 Plastic
10 1.1 0.38
11 infinity 0.21 1.52 IR-Filter
12 infinity 0.32
13(image) 0.0 0.0
한편, 하기 표 3은 제1 실시예의 상기 조건식 중 바람직한 특정값을 나타낸 값이다.
제1 실시예
f 3.76
f1 4.15
f2 -4.03
f3 3.60
f4 1.42
f5 -2.05
f1/f 1.1
Σd 4.15
Σd/f 1.1
N1, N3, N4, N5 1.533
N2 1.64
V1, V3, V4, V5 56.5
V2 26
R31 2.4
R32 -8.5
R51 264.32
R52 1.08
여기서, f는 광학계 초점거리를 나타내며, fx는 x번째 렌즈의 초점거리, Σd는 광학계의 전체적인 두께, Nx는 x번째 렌즈의 굴절률, Vx는 x번째 렌즈의 아베수, Rxy는 x번째 렌즈의 물측면(y가 1일 경우) 또는 상측면(y가 2일 경우)의 곡률반경을 의미한다.
한편, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수차도를 도시한 그래프로서, 도 3a는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 횡수차도(lateral aberration)를 도시한 그래프이며, 도 3b는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡수차(distortion)를 도시한 그래프이다.
도 3a를 참조하면, 기준 광선이 상측면(70)에 입사한 위치와, 다른 광선이 상측면(70)에 입사한 위치의 차이로 정의되는 횡 수차가 거의 x축에 수렴하여 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석된다.
도 3b를 참조하면, Y축은 이미지의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미하며, 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석되며, 이에 따르면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈는 거의 모든 필드에서 상들의 값이 Y축에 인접하게 나타나므로, 횡수차, 비점수차, 왜곡수차가 모두 우수한 수치를 보여주고 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 모듈의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 제1 렌즈(10)는 양 볼록의 형상, 상기 제2 렌즈(20)는 물측면이 볼록한 형상, 상기 제3 렌즈(30)는 양 볼록의 형상, 상기 제4 렌즈(40)는 상측면이 볼록한 형상이고, 상기 제5 렌즈(50)는 물측면이 볼록한 형상으로 구현될 수 있다.
상기 제1 렌즈(10)는 상측면이 볼록한 형상, 또는, 양볼록 형상을 가질 수도 있다.
상기 제2 렌즈(20)는 상측면이 오목한 형상, 또는, 물측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수도 있다.
상기 제3 렌즈(30)는 양볼록 대신에 물측으로만 볼록한 면이 형성될 수 있다, 즉, 상측면은 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 물측면이 볼록한 형상, 또는, 양볼록 형상을 가질 수도 있다. 또한, 물측면 또는 상측면 적어도 한면에 변곡점을 가질 수도 있다.
상기 제5 렌즈(50)는 상측면이 오목한 형상, 또는, 물측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수도 있다. 또한, 물측면 또는 상측면 적어도 한면에 적어도 1개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 렌즈 형상은 광축 또는 광축근방에서의 형상을 나타낸다.
또한, 상기 제1 렌즈(10)는 + 파워 배치를 가지며, 상기 제2 렌즈(20)는 - 파워 배치를 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(40)는 + 파워 배치를 가질 수 있다.
또한, 실시예는 제1 렌즈(10)부터 제5 렌즈(50) 순서대로 +, -, +, +, -, 즉, PNPPN의 파워 배치를 가질 수 있으며, 이는 촬상 렌즈의 광학 성능, 제조 비용 및 촬상 장치의 소형화를 고려하여 설정된 최적의 파워 배치일 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈(50)는 광축 근방에서 상측면이 오목 형상이고 주변부로 갈수록 볼록한 형상으로 형성되는 것이 상면 만곡 및 텔레센트릭성 확보에 있어서 바람직하며, 상측면의 중심부(광축 부근)로부터 주변부에 걸쳐 광선의 입사 각도가 렌즈에 대해 수직에 가깝도록 할 수 있다.
이러한 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(50) 중 적어도 어느 하나는 일면 또는 양면이 비구면일 수 있다. 상기 제1 렌즈(10) 내지 제5 렌즈(50) 중 비구면이 적어도 일면 이상에 형성되면, 각종 수차, 특히 구면 수차, 코마 수차 및 왜곡 수차의 보정에 우수한 효과를 가지기 때문이다.
한편, 이와 같은 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈는 상기 제1 실시예에 따른 조건식을 어느 하나 또는 일부 또는 이의 조합 또는 모두 적용할 수 있다.
이러한 특징을 갖는 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈는 아래 표 4 내지 표 6과 같은 구체적인 특징을 가질 수 있다.
여기서, 표 4는 제2 실시예의 비구면계수이다.
Sx k A B C D
1 -0.244478 -0.713286E-02 0.653890E-03 -0.607737E-01 0.744556E-01
2 0.000000 0.660864E-01 -0.133867E+00 0.226224E+00 -0.824636E+00
3 0.000000 0.789616E-02 0.616917E-01 -0.711714E-01 -0.107518E+00
4 -11.997992 0.348185E-01 0.651101E-01 -0.587421E-02 -0.835424E-01
5 0.000000 -0.129441E+00 -0.112077E-01 -0.412184E-01 0.606332E-01
6 0.000000 -0.705093E-01 -0.429367E-01 -0.205735E-01 0.313187E-01
7 0.000000 0.740647E-01 -0.684673E-01 0.920099E-02 0.000000E+00
8 -1.000000 0.312890E+00 -0.369341E+00 0.306027E+00 -0.201827E+00
9 -2602182.344 -0.149477E+00 -0.289659E-01 0.691577E-01 -0.297325E-01
10 -5.727202 -0.103762E+00 0.545111E-01 -0.164259E-01 0.112430E-02
상기 제2 실시예에서 언급되는 비구면은 상기 제1 실시예에 기재된 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수 k 및 비구면 계수 A, B, C, D에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어 E+01은 101을, E-02는 10-2를 나타낸다.
한편, 하기 표 5는 제2 실시예에 따른 각 렌즈면의 렌즈 데이터이다.
Sx 곡률반경(R) 두께 또는 거리(d) 굴절률(N) 재질
1 1.82 0.58 1.53 Plastic
2 -21.48 0.14
3 20.64 0.17 1.64 Plastic
4 2.15 0.1
Stop infinity 0.24
5 3.76 0.40 1.53 Plastic
6 -5.14 1.19
7 69.05 0.49 1.53 Plastic
8 -2.58 0.10
9 79.27 0.46 1.53 Plastic
10 1.13 0.27
11 infinity 0.21 1.52 IR-Filter
12 infinity 0.09
13(image) 0.0 0.0
한편, 하기 표 6은 제2 실시예의 상기 조건식 중 바람직한 특정값을 나타낸 값이다.
제2 실시예
f 3.58
f1 3.18
f2 -3.76
f3 4.14
f4 4.67
f5 -2.16
f1/f 0.88
Σd 4.5
Σd/f 1.25
N1, N3, N4, N5 1.533
N2 1.64
V1, V3, V4, V5 56.5
V2 26
R31 3.76
R32 -5.14
R51 79.27
R52 1.13
여기서, f는 광학계 초점거리를 나타내며, fx는 x번째 렌즈의 초점거리, Σd는 광학계의 전체적인 두께, Nx는 x번째 렌즈의 굴절률, Vx는 x번째 렌즈의 아베수, Rxy는 x번째 렌즈의 물측면(y가 1일 경우) 또는 상측면(y가 2일 경우)의 반경을 의미한다.
한편, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수차도를 도시한 그래프로서, 도 4a는 도 1에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 횡수차도(lateral aberration)를 도시한 그래프이며, 도 4b는 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡수차(distortion)를 도시한 그래프이다.
도 4a를 참조하면, 기준 광선이 상측면(70)에 입사한 위치와, 다른 광선이 상측면(70)에 입사한 위치의 차이로 정의되는 횡 수차가 거의 x축에 수렴하여 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석된다.
도 4b를 참조하면, Y축은 이미지의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미하며, 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석되며, 이에 따르면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈는 거의 모든 필드에서 상들의 값이 Y축에 인접하게 나타나므로, 횡수차, 비점수차, 왜곡수차가 모두 우수한 수치를 보여주고 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 특징에 의해 렌즈 재료, 렌즈 형상 및 파워배분이 최적화되고, 온도 변화에 우수한 신뢰성을 가지는 촬상 렌즈를 구현할 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈
50: 제5 렌즈 60: 필터
70: 수광소자

Claims (18)

  1. 물체측으로부터 결상측으로,
    + 파워 배치를 갖는 제1 렌즈;
    - 파워 배치를 갖는 제2 렌즈;
    양 볼록 형상의 제3 렌즈;
    + 파워 배치를 갖는 제4 렌즈; 및
    - 파워 배치를 갖는 제5 렌즈;를 순서대로 포함하며,
    상기 제5 렌즈는 메니스커스(meniscus) 형상을 갖는 촬상 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 메니스커스 형상 또는 양 볼록 형상을 갖는 촬상 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 메니스커스 형상을 갖는 촬상 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 + 파워 배치를 갖는 촬상 렌즈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 메니스커스 형상 또는 양 볼록 형상을 갖는 촬상 렌즈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 제5 렌즈 중 적어도 어느 하나는 일면 또는 양면이 비구면인 촬상 렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 물측면 전방에 구비된 조리개를 더 포함하는 촬상 렌즈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 1을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 1>
    0.5 < Σd/f < 1.5
    여기서, Σd는 광학계 전체의 두께(제1 렌즈 상측면에서부터 상면까지의 거리), f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 2를 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 2>
    0.4 < f1/f < 1.5
    여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f는 광학계 전체의 초점거리를 나타낸다.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 3을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 3>
    1.6 < N2 < 1.7
    여기서, N2는 제2 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 4를 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 4>
    2.0 < FN < 2.6
    여기서, FN은 에프-넘버(F-number)를 나타낸다.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 5를 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 5>
    20 < V2 < 30
    여기서, V2는 제2 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 6을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 6>
    50 < V1 < 60
    여기서, V1은 제1 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 7을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 7>
    50 < V3 < 60
    여기서, V3는 제3 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  15. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 8을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 8>
    50 < V4 < 60
    여기서, V4는 제4 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  16. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 9을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 9>
    50 < V5 < 60
    여기서, V5는 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  17. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 10을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 10>
    1 < R11
    여기서, R11은 제1 렌즈의 물측면의 곡률반경을 나타낸다.
  18. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈는 다음의 조건식 11을 만족하는 촬상 렌즈.
    <조건식 11>
    1 < R31
    여기서, R31는 제3 렌즈의 물측면의 곡률반경을 나타낸다.
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