KR20160075235A - 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기 - Google Patents

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KR20160075235A
KR20160075235A KR1020140184971A KR20140184971A KR20160075235A KR 20160075235 A KR20160075235 A KR 20160075235A KR 1020140184971 A KR1020140184971 A KR 1020140184971A KR 20140184971 A KR20140184971 A KR 20140184971A KR 20160075235 A KR20160075235 A KR 20160075235A
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이정두
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주식회사 삼양옵틱스
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    • 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
    • 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 -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Abstract

본 발명은 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광축을 따라 물체측에서 이미지측순으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 개구 조리개 및 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군을 포함하고 하기 수학식 1 및 2를 만족함으로써 우수한 광학성능을 유지하고 렌즈계 전체의 소형 경량화를 실현할 수 있는 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것이다.
[수학식 1]
1.0 < (C1+C9)/F < 2.0
(상기 C1은 제1 렌즈의 물체측면의 경크기이고, C9는 제9 렌즈의 이미지측면의 경크기이며, F는 망원단 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
[수학식 2]
0.6 < fF/fR < 0.9
(상기 fF는 제1 렌즈군에서 조리개까지의 거리이고, fR은 조리개에서 제2 렌즈군까지의 거리임)

Description

렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기 {LENS SYSTEM AND OPTICAL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 고해상도 및 소형 경량화를 실현할 수 있는 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것이다.
현재 일반 가정 등에 휴대용 컴퓨터가 보급됨에 따라 촬영한 풍경 또는 인물상 등의 화상 정보를 휴대용 컴퓨터에 입력할 수 있는 디지털 카메라가 급속하게 보급되고 있다. 뿐만 아니라 휴대폰의 고기능화에 따라 휴대폰에 화상입력용 모듈 카메라가 탑재되는 것도 많아지고 있다.
상기 휴대용 컴퓨터, 휴대폰 등의 광학 기기에서는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 고체 촬상소자가 이용되고 있으며 고성능화(고해상도) 및 소형 경량화 등의 요구가 고조되고 있다.
이와 같은 요구에 부응하기 위해서는, 광학 기기에 내장된 촬상렌즈가 양호한 광학성능을 보유하여 고체 촬상소자의 해상도를 충분히 발휘하면서도 적은 매수로 소형 경량화를 충족시켜야 한다.
이러한 종래의 촬상렌즈로는 일본공개특허 제2004-004747호에서 물체측에서 이미지측순으로 조리개, 이미지측에 볼록한 면을 향한 양의 제1 렌즈 및 물체측에 오목한 면을 향한 음의 제2 렌즈를 포함하는 촬상 렌즈, 촬상 유닛 및 휴대 단말을 개시하고 있다.
또한 일본공개특허 제2003-329921호에서 물체측에서 이미지측순으로 조리개, 양볼록형의 정렌즈 및 물체측에 오목한 면을 향한 메니스커스 렌즈를 포함하는 촬상 렌즈를 개시하고 있다.
또한 일본공개특허 제2000-028914호에서는 물체측에서 이미지측순으로 조리개, 양볼록형의 제1 렌즈, 양오목형의 제2 렌즈, 양볼록형의 제3 렌즈 및 양볼록형의 제4 렌즈로 구성되고; 상기 제2 렌즈의 물체측면과 이미지측면의 곡률 반지름이 동일한 촬영렌즈를 개시하고 있다.
상기 촬상렌즈들은 구면수차가 크기 때문에 렌즈에 의해 맺힌 상이 평면이 아닌 구부러진 곡면을 이루게 되어 상기 상이 필름의 바깥쪽으로 갈수록 결여되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서 소형 경량화를 도모하면서도 구면수차 등의 수차를 보정하여 광학성능이 더욱 개선된 렌즈계의 개발이 요구된다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 구면수차 등의 수차를 보정하여 우수한 광학성능을 유지하고 렌즈계 전체의 소형 경량화를 실현할 수 있는 신규한 렌즈 구성의 렌즈계 및 이를 포함하는 광학기기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광축을 따라 물체측에서 이미지측순으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 개구 조리개 및 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군은 물체측면이 볼록한 매니스커스형 제1, 2, 3 및 4 렌즈;를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 이미지측면이 볼록한 매니스커스형 제5 렌즈; 양오목형 제6 렌즈; 양볼록형 제7 렌즈; 및 평볼록형 제8 렌즈와 평오목형 제9렌즈가 접합된 접합렌즈;를 포함하며 하기 수학식 1 및 2를 만족하는 렌즈계를 제공하고자 한다.
[수학식 1]
1.0 < (C1+C9)/F < 2.0
(상기 C1은 제1 렌즈의 물체측면의 경크기이고, C9는 제9 렌즈의 이미지측면의 경크기이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
[수학식 2]
0.6 < fF/fR < 0.9
(상기 fF는 제1 렌즈군에서 조리개까지의 거리이고, fR은 조리개에서 제2 렌즈군까지의 거리임)
상기 렌즈계는 하기 수학식 3 내지 6을 만족하는 것일 수 있다.
[수학식 3]
-0.3 < (Nd1+Vd1)/f1 < 0
(상기 Nd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f1은 제1 렌즈군의 초점거리임)
[수학식 4]
5 < (Nd2+Vd2)/f2 < 10
(상기 Nd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f2는 제2 렌즈군의 초점거리임)
[수학식 5]
1.0 < (Bf+Tl)/F < 1.5
(상기 Bf는 물체거리가 무한대 상태에서 제9 렌즈의 이미지측면에서 촬상면까지의 거리이고, T1은 제1 렌즈의 물체측면에서 조리개까지의 거리이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
[수학식 6]
-1.0 < (G03R1+G03R2)/(F+f2’) < 0
(상기 G03R1은 제3 렌즈의 물체측면의 곡률반경이고, G03R2는 제3 렌즈의 이미지측면의 곡률반경이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리이고, f2’는 제2 렌즈의 초점거리임)
상기 렌즈계는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제7 렌즈와 제8 렌즈 사이의 간격이 증가하는 것일 수 있다.
상기 렌즈계는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제1 렌즈 내지 제7 렌즈는 광축을 따라 이동하는 것일 수 있다.
상기 제2 렌즈군은 광축 방향으로 이동 가능한 시프트 렌즈를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 렌즈 내지 제9 렌즈는 그 표면에 반사 방지막을 더 형성하는 것일 수 있다.
상기 제4 렌즈 및 제8 렌즈는 적어도 일면이 비구면인 것일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 렌즈계를 포함하는 광학 기기를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 렌즈계는 구면수차 등의 수차를 양호하게 보정하여 최대 개방시 중심과 주변에서 높은 해상도의 구현이 가능하며, 콘트라스트비의 저하를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 소형 경량화 및 제작비용의 절감을 달성할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 각 렌즈의 표면에 반사 방지막을 형성함으로써 플레어나 고스트의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈계를 개략적으로 나타낸 도면이고
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 렌즈계의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타낸 그래프이고
도 6은 도 1에 도시된 렌즈계의 스폿다이아그램을 나타낸 그래프이고,
도 7은 도 1에 도시된 렌즈계의 광선수차를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 고해상도 및 소형 경량화가 실현될 수 있는 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 렌즈계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1과 같이 본 발명에 따른 렌즈계(10)는 고체 촬상소자의 촬상면에 물체의 상을 결상하기 위하여 사용되는 것으로, 광축을 따라 물체(O)에서 이미지측(I)순으로 부의 굴절률을 갖는 제1 렌즈군(G1), 개구 조리개(ST) 및 정의 굴절률을 갖는 제2 렌즈군(G2)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 렌즈군(G1)은 물체측면이 볼록한 매니스커스형 제1, 2, 3 및 4 렌즈(L11, L12, L13, L14);를 포함하고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 이미지측면이 볼록한 매니스커스형 제5 렌즈(L21); 양오목형 제6 렌즈(L22); 양볼록형 제7 렌즈(L23); 및 평볼록형 제8 렌즈(L24)와 평오목형 제9렌즈(L25)가 접합된 접합렌즈;를 포함한다.
상기 제1 렌즈군(G1)을 구성하는 제1 렌즈(L11)는 정의 굴절력, 제2 렌즈(L12)는 정의 굴절력, 제3 렌즈(L13)는 부의 굴절력 및 제4 렌즈(L14)는 부의 굴절력을 갖는다. 예컨대 상기 제1, 2, 3 및 4 렌즈(L11, L12, L13, L14)는 물체측면이 볼록한 매니스커스 형상이다.
상기 제2 렌즈군(G2)을 구성하는 제5 렌즈(L21)는 정의 굴절력, 제6 렌즈(L22)는 부의 굴절력, 제7 렌즈(L23)는 정의 굴절력, 제8 렌즈(L24)는 정의 굴절력 및 제9 렌즈(L25)는 정의 굴절력을 갖는다. 예컨대 상기 제5 렌즈(L21)는 이미지측면이 볼록한 매니스커스 형상이고, 제6 렌즈(L22)는 양오목형상이고, 제7 렌즈(L23)는 양볼록형상이고, 제8 렌즈(L24)는 양볼록형상이고, 제9 렌즈(L25)는 양오목형상이다. 이때 상기 제8 렌즈(L24)와 제9 렌즈(L25)는 서로 접합된 접합렌즈이다.
또한 상기 제9 렌즈(L25)의 이미지측면에는 커버유리, IR컷필터, 로패스 필터 등의 각종 필터(20)와, CCD, CMOS 등의 고체 촬상소자의 수광면인 촬상면(30)이 각각 구비되어 있다. 각종 필터(20)는 필요에 따라 생략 가능하다.
상기 제1 내지 제9 렌즈는 광학 유리 또는 수지로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 렌즈의 성형성이 용이하고 제조 단가를 절감하기 위해서 수지로 제작되는 것이 좋다.
상기 수지는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있으며 일례로 폴리메타크릴산메틸 수지, 폴리카보네이트 수지, 비경질 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌계 수지, 저흡습 아크릴계 수지 등을 사용할 수 있으며 바람직하게는 렌즈의 잔류 왜곡을 방지하기 위해서 폴리카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지 및 폴리에스테르 수지인 것이 좋다.
또한 상기 제4 렌즈(L14) 및 제8 렌즈(L24)는 적어도 일면이 유효경내에서 변곡을 가지는 비구면일 수 있다. 일례로 제4 렌즈(L14)는 물체측면과 이미측면이 모두 비구면이고, 제8 렌즈(L24)는 물체측면이 비구면일 수 있다. 이와 같이 비구면을 갖는 렌즈들을 사용함으로써 렌즈의 수차를 감소하여 높은 광학성능을 갖는 렌즈계(10)를 구현할 수 있다.
조리개(ST)는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2) 사이에 구비되며 소정의 두께를 가질 수 있다. 또한 조리개(ST)는 제5 렌즈(L21)와 인접하게 배치되어 주변 광량비를 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈계(10)는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제7 렌즈(L23)와 제8 렌즈(L24) 사이의 간격이 증가될 수 있다. 따라서 렌즈계(10)의 광학성능이 우수하고 주변 광량비를 유리하게 확보할 수 있다.
또한 상기 렌즈계(10)는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제1 렌즈 내지 제7 렌즈는 광축을 따라 이동할 수 있다. 즉 제1 렌즈 내지 제7 렌즈는 모두 이미지측에서 물체측으로 광축을 따라 이동할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(L12)은 광축 방향으로 이동 가능한 시프트 렌즈를 포함할 수 있다. 이는 렌즈의 수차 발생을 최소화하고 높은 콘트라스트비를 구현하기 위함이다.
또한 제1 렌즈 내지 제9 렌즈는 그 표면에 넓은 파장영역에서 높은 투과율을 갖는 반사 방지막을 더 형성할 수 있다. 따라서 플레어나 고스트를 경감시키고 고콘트라스트비의 높은 광학성능을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈계(10)는 하기 수학식 1 및 2를 만족하도록 구성되어 있다.
[수학식 1]
1.0 < (C1+C9)/F < 2.0
(상기 C1은 제1 렌즈의 물체측면의 경크기이고, C9는 제9 렌즈의 이미지측면의 경크기이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
여기서 렌즈계(10) 전체의 초점거리는 물체거리가 무한대 상태에서의 초점거리를 의미한다.
상기 수학식 1은 렌즈계(10) 전체의 초점거리에 대한 제1 렌즈(L11)와 제9 렌즈(L25)의 유효경까지의 크기의 합을 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 1이 1 초과 내지 2 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.54 내지 1.55의 범위인 것이 좋다. 상기 수학식 1의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 렌즈계(10)의 광학성능을 저하시키고 주변부의 광량이 손실되는 문제점이 발생할 수 있다.
[수학식 2]
0.6 < fF/fR < 0.9
(상기 fF는 제1 렌즈군에서 조리개까지의 거리이고, fR은 조리개에서 제2 렌즈군까지의 거리임)
상기 수학식 2는 물체거리가 무한대 상태에서 조리개(ST)를 기준으로 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 거리의 비를 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 2가 0.8 초과 내지 0.9 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.62 내지 0.81의 범위인 것이 좋다.
상기 수학식 2의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 구면수차 및 비점수차가 발생되어 렌즈계(10)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 렌즈계(10)는 하기 수학식 3 내지 6를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 3]
-0.3 < (Nd1+Vd1)/f1 < 0
(상기 Nd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f1은 제1 렌즈군의 초점거리임)
상기 수학식 3은 제1 렌즈군(G1)의 초점거리에 대한 제1 렌즈군(G1)의 d선에 대한 굴절률 및 아베수의 합을 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 3이 -0.3 초과 내지 0 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 -0.254 내지 -0.245의 범위인 것이 좋다.
상기 수학식 3의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 구면수차, 비점수차 및 코마수차가 발생되어 렌즈계(10)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
[수학식 4]
5 < (Nd2+Vd2)/f2 < 10
(상기 Nd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f2는 제2 렌즈군의 초점거리임)
상기 수학식 4는 제2 렌즈군(G2)의 초점거리에 대한 제2 렌즈군(G2)의 d선에 대한 굴절률 및 아베수의 합을 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 4가 5 초과 내지 10 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 7.123 내지 7.864의 범위인 것이 좋다.
상기 수학식 4의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 구면수차, 비점수차 및 코마수차가 발생되어 렌즈계(10)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
[수학식 5]
1.0 < (Bf+Tl)/F < 1.5
(상기 Bf는 물체거리가 무한대 상태에서 제9 렌즈의 이미지측면에서 촬상면까지의 거리이고, T1은 제1 렌즈의 물체측면에서 조리개까지의 거리이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
상기 수학식 5는 렌즈계(10) 전체의 초점거리에 대한 제9 렌즈(L24)의 이미지측면에서 촬상면(30)까지의 거리와 제1 렌즈(L11)의 물체측면에서 조리개(ST)까지의 거리의 합을 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 5가 1 초과 내지 1.5 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.272 내지 1.293의 범위인 것이 좋다.
상기 수학식 5의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 구면수차, 비점수차 및 코마수차가 발생되어 렌즈계(10)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
[수학식 6]
-1.0 < (G03R1+G03R2)/(F+f2’) < 0
(상기 G03R1은 제3 렌즈의 물체측면의 곡률반경이고, G03R2는 제3 렌즈의 이미지측면의 곡률반경이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리이고, f2’는 제2 렌즈의 초점거리임)
상기 수학식 6은 렌즈계(10) 전체 및 제2 렌즈(L12)의 초점거리의 합에 대한 제3 렌즈(L13)의 물체측면 및 이미지측면의 곡률반경 합을 정의한 것이다.
본 발명의 렌즈계(10)는 상기 수학식 6이 -1 초과 내지 0 미만의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 -0.892 내지 -0.874의 범위인 것이 좋다.
상기 수학식 6의 수치가 상기 범위를 벗어나는 경우 구면수차, 비점수차 및 코마수차가 발생되어 렌즈계(10)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 렌즈계(10)는 제1 렌즈 내지 제9 렌즈가 상기와 같이 구성되고 특정의 수학식을 만족함으로써 구면수차, 비점수차, 왜곡수차, 색수차 및 코마수차의 저감에 유리하여 최대 개방에서도 중심과 주변에서 높은 해상도를 구현하고 동시에 소형 경량화의 실현이 가능하다.
본 발명은 상기한 렌즈계(10)가 구비된 광학 기기를 제공한다.
본 발명의 렌즈계(10)를 광학 기기에 내장함으로써 광학성능이 우수한 본 발명의 광학 기기를 제조할 수 있다. 본 발명의 렌즈계(10)는 CCD, CMOS 등의 고체 촬상소자의 촬상면(30)에 풍경 또는 인물 등의 물체의 상을 결상시키는 디지털 카메라 등의 광학 기기에 구비되어 바람직하게 이용될 수 있다. 광학 기기에 관한 구성은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
본 발명의 실시예에 있어서, R은 곡률반경, Dn은 렌즈 두께, Nd는 d선에 대한 굴절율, Vd는 d선에 대한 아베수, C는 경크기, fF는 제1 렌즈군에서 조리개까지의 거리, fR은 조리개에서 제2 렌즈군까지의 거리, f1은 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 제2 렌즈군의 초점거리, Bf는 물체거리가 무한대 상태에서 제9 렌즈의 이미지측면에서 촬상면까지의 거리, T1은 제1 렌즈의 물체측면에서 조리개까지의 거리, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리, f2’는 제2 렌즈의 초점거리 및 Fno는 렌즈계의 f 넘버를 나타낸다.
또한 렌즈계의 비구면 형상은 광축 방향을 χ축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 하기 수학식 7과 같은 식으로 정의된다. 여기서 χ는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리, k는 코닉 상수(conix constant), A, B, C, D는 비구면 계수, r은 정점에 있어서의 곡률 반경을 나타낸다.
[수학식 7]
Figure pat00001

실시예 1
하기 표 1은 도 1에 도시된 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸 것이고 표 2는 비구면 데이터를 나타낸 것이다.
[사양]
fF=21.87 fR=31.61
f1= -581.285 f2= 36.93
Bf=38.49 T1=29.05
F=52.31 Fno= 1.47
(파장)= 656.27mm, 587.56mm, 546.09mm, 479.91mm, 435.83mm
면 번호 R Dn Nd Vd C 재질
1 55.04240 7.958941 1.696802 55.46 49.09 LAC14(HOYA)
2 1031.44062 0.100000
3 30.77082 5.515631 1.846663 23.78 FDS90(HOYA)
4 33.74313 0.000000
5 33.74313 2.234491 1.71736 29.5 FD1(HOYA)
6 18.47200 3.32318
7 22.04510 2.737830 1.684453 31.40 ASP
8 16.50513 7.182715 ASP
9(STO) INFINITY 2.614054
10 -59.64800 5.433313 1.6968 55.41 NLAK14(SCHOTT)
11 -29.28612 2.764877
12 -21.72955 2.000053 1.625882 35.69 STIM1(OHARA)
13 63.51279 12.015027
14 -30.07342 0.700000 1.772499 49.59 SLAH66(OHARA
15 450.00000 0.100000 1.51700 52.00 ASP
16 755.97555 6.597056 1.7725 49.62 NLAK34(SCHOTT)
17 -31.25113 2.000000 1.647689 33.85 SF2(SCHOTT)
18 -105.67069 38.489993
19 INFINITY 2.500000 1.516798 64.19 BSC7(HOYA)
20 INFINITY 0.500000
IMAGE INFINITY 0.000000
면 번호 K A B C D
7 0.000000 -0.698151E-04 -0.142401E-06 0.914022E-09 -0.161765E-11
8 0.000000 -0.909253E-04 -0.174828E-06 0.124997E-08 -0.336358E-11
15 0.000000 -0.122972E-05 0.487237E-10 -0.0471853E-11 0.514775E-14
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 렌즈계의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 도 2 내지 도 5는 물체거리가 무한대, 1.5m, 1m, 0.45m의 수차를 각각 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5의 구면수차(a)는 656.27mm, 587.56mm, 546.09mm, 479.91mm, 435.83mm의 파장을 갖는 빛에 대한 수차 곡선을 나타낸 그래프이다. 일반적으로 구면수차가 ±0.2mm 범위 내에 있고 수차 곡선이 서로 인접하고 중심 수직축선에 근접할수록 렌즈계의 구면수차가 양호하다고 할 수 있으므로 도 2 내지 도 5의 구면수차(a)와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 구면수차면에서 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 2 내지 도 5의 비점수차(b)는 S가 렌즈와 수평방향으로 입사하는 광선인 새지털(sagital)이고, T가 렌즈와 직각방향으로 입사하는 광선인 탄젼설(tangential)을 의미한다. 일반적으로 비점수차가 -0.2 내지 0.1mm 범위 내에 있고 S와 T가 서로 인접하고 중심 수직축선에 근접할수록 렌즈계의 비점수차가 양호하다고 할 수 있으므로 도 2 내지 도 5의 비점수차(b)와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 비점수차면에서 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
또한 일반적으로 왜곡수차의 곡선이 왜곡도가 -2.5 내지 2% 범위 내에 있으면 렌즈계의 왜곡수차가 양호하다고 할 수 있으므로 도 2 내지 도 5의 왜곡수차(C)와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 왜곡수차면에서 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 6은 도 1에 도시된 렌즈계의 스폿다이아그램을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 물체거리가 1.5m의 수차를 나타낸 것이다. 도 6과 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 중심 내지 0.3Field 구간에서의 후레아 발생은 약 0.025mm 이하이므로, 피사체의 경계부에서 발생하는 후레아발생 즉 상이 번져 보이는 현상이 눈에 띄게 감소하게 된다는 것을 확인할 수 있었다.
도 7은 도 1에 도시된 렌즈계의 광선수차를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 물체거리가 1m의 수차를 나타낸 것이다. 도 7의 광선수차에서 탄젼설(tangential)은 렌즈와 직각방향으로 입사하는 광선이고 새지털(sagital)은 렌즈와 수평방향으로 입사하는 광선을 의미한다. 도 7과 같이 탄젼설 및 새지털에서 수차 값이 ±0.15mm 범위 내로, 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 광선수차가 양호하게 보정되었고 이에 따라 간접적으로 코마수차면에서도 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실시예에서 확인한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 9매의 렌즈 구성으로 소형 경량화하면서 동시에 구면수차, 비점수차, 왜곡수차, 색수차, 코마수차 모두 양호하게 보정되어 고해상도의 구현이 가능하므로 카메라의 광학 기기에 내장되어 활용될 수 있다.
10: 렌즈계 G1: 제1 렌즈군
G2: 제2 렌즈군 ST: 조리개
L11: 제1 렌즈 L12: 제2 렌즈
L13: 제3 렌즈 L14: 제4 렌즈
L21: 제5 렌즈 L22: 제6 렌즈
L23: 제7 렌즈 L24: 제8 렌즈
L25: 제9 렌즈 20: 필터
30: 촬상면

Claims (8)

  1. 광축을 따라 물체측에서 이미지측순으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 개구 조리개 및 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군을 포함하고
    상기 제1 렌즈군은 물체측면이 볼록한 매니스커스형 제1, 2, 3 및 4 렌즈;를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 이미지측면이 볼록한 매니스커스형 제5 렌즈; 양오목형 제6 렌즈; 양볼록형 제7 렌즈; 및 평볼록형 제8 렌즈와 평오목형 제9렌즈가 접합된 접합렌즈;를 포함하며
    하기 수학식 1 및 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
    [수학식 1]
    1.0 < (C1+C9)/F < 2.0
    (상기 C1은 제1 렌즈의 물체측면의 경크기이고, C9는 제9 렌즈의 이미지측면의 경크기이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
    [수학식 2]
    0.6 < fF/fR < 0.9
    (상기 fF는 제1 렌즈군에서 조리개까지의 거리이고, fR은 조리개에서 제2 렌즈군까지의 거리임)
  2. 청구항 2에 있어서, 상기 렌즈계는 하기 수학식 3 내지 6을 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
    [수학식 3]
    -0.3 < (Nd1+Vd1)/f1 < 0
    (상기 Nd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd1은 제1 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f1은 제1 렌즈군의 초점거리임)
    [수학식 4]
    5 < (Nd2+Vd2)/f2 < 10
    (상기 Nd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 굴절률이고, Vd2는 제2 렌즈군의 d선에 대한 아베수이고, f2는 제2 렌즈군의 초점거리임)
    [수학식 5]
    1.0 < (Bf+Tl)/F < 1.5
    (상기 Bf는 물체거리가 무한대 상태에서 제9 렌즈의 이미지측면에서 촬상면까지의 거리이고, T1은 제1 렌즈의 물체측면에서 조리개까지의 거리이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리임)
    [수학식 6]
    -1.0 < (G03R1+G03R2)/(F+f2’) < 0
    (상기 G03R1은 제3 렌즈의 물체측면의 곡률반경이고, G03R2는 제3 렌즈의 이미지측면의 곡률반경이고, F는 물체거리가 무한대 상태에서 렌즈계 전체의 초점거리이고, f2’는 제2 렌즈의 초점거리임)
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 렌즈계는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제7 렌즈와 제8 렌즈 사이의 간격이 증가하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 렌즈계는 물체거리가 무한대에서 최근거리로 변배시 제1 렌즈 내지 제7 렌즈는 광축을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 렌즈군은 광축 방향으로 이동 가능한 시프트 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 렌즈 내지 제9 렌즈는 그 표면에 반사 방지막을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈계.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제4 렌즈 및 제8 렌즈는 적어도 일면이 비구면인 것을 특징으로 하는 렌즈계.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 렌즈계가 포함된 것을 특징으로 하는 광학기기.
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