KR20170051080A - 단초점 렌즈 광학계 및 그를 포함하는 촬상 장치 - Google Patents

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KR20170051080A
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는, 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈; 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈; 부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈; 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈; 물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고, 다음의 [조건식 1]을 만족할 수 있다. [조건식 1]
Figure pat00049
(여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리) 상기와 같은 단초점 렌즈 광학계는 실시예에 따라 다양할 수 있다.

Description

단초점 렌즈 광학계 및 그를 포함하는 촬상 장치 {SHORT FOCUS LENS AND OPTICAL DEVICE WITH THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예는 단초점 렌즈 광학계에 관한 것으로서, 예를 들면, 촬상 장치에 구비되는 단초점 렌즈 광학계에 관한 것이다.
촬상 장치, 예를 들어, 이미지나 동영상 촬영이 가능한 카메라는 이미 널리 사용되어 왔다. 최근에는 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 고체 이미지 센서를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 널리 보급되고 있다. 고체 이미지 센서(CCD 또는 CMOS)를 채용한 촬상 장치는, 필름 방식의 광학 장치에 비해, 이미지의 저장과 복제, 이동이 용이하여 점차 필름 방식의 광학 장치를 대체하고 있다.
높은 품질의 이미지 및/또는 동영상을 획득하기 위해서는, 복수의 렌즈들을 이용할 수 있다. 복수의 렌즈들의 조합으로 이루어지는 단초점 렌즈 광학계는, 예를 들면, 낮은 F 수, 적은 수차를 가짐으로써, 더 높은 품질(높은 해상도)의 이미지 및/또는 동영상을 획득하게 할 수 있다. 낮은 F 수, 적은 수차를 얻기 위해서는, 예컨대, 높은 해상도와 밝은 이미지를 얻기 위해서는, 다수의 렌즈를 필요로 할 수 있다. 이러한 광학 장치는 대체로 디지털 카메라와 같이 촬영에 특화된 장치로 구성되어 왔으나, 최근에는, 이동통신 단말기 등의 소형화된 전자 장치에도 탑재되고 있다.
단초점 렌즈 광학계 등의 광학 장치를 소형화된 전자 장치에 탑재하기 위해서, 단초점 렌즈 광학계의 전장(광축 방향의 전체 길이 및/또는 높이)을 작게 할 필요가 있으므로, 단초점 렌즈 광학계에 포함되는 렌즈의 수가 제한될 수 있다. 단초점 렌즈 광학계에 탑재할 수 있는 렌즈의 수가 제한되면, 높은 품질의 이미지 및/또는 동영상을 획득하는데 어려움이 있을 수 있다. 예컨대, 제한된 수의 렌즈만으로 낮은 F 수, 적은 수차를 가지는 단초점 렌즈 광학계를 제작하기 어려울 수 있다.
이에, 본 발명의 다양한 실시예는, 적은 수(예: 6매)의 렌즈를 탑재함으로써, 소형화된 단초점 렌즈 광학계 및 그를 포함하는 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 적은 수(예: 6매)의 렌즈를 탑재하면서도 광학 특성(예: 수차 특성, 광각 특성 및/또는 밝기 특성)이 양호한 단초점 렌즈 광학계 및 그를 포함하는 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 적은 수(예: 6매)의 렌즈를 탑재하면서도 광학 특성이 양호하여 소형화된 촬상 장치에 탑재가 용이하고 높은 해상도의 이미지 및/또는 동영상을 획득할 수 있는 단초점 렌즈 광학계를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는,
물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는,
정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈;
정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈;
부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈;
물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈;
물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및
물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고,
상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고,
다음의 [조건식 1]을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00001
(여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
본 발명의 다양한 실시예에 따른 촬상 장치는,
단초점 렌즈 광학계;
이미지 센서; 및
이미지 신호 프로세서를 포함하고,
상기 단초점 렌즈 광학계는,
물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는,
정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈;
정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈;
부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈;
물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈;
물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및
물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고,
상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고,
다음의 [조건식 1]을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00002
(여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는, 적은 수(예: 6매)의 렌즈를 탑재하면서도, 렌즈들 각각의 굴절면의 곡률반경을 조절하고, 비구면화함으로써, 광각이면서 고해상도의 밝은 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 적은 수의 렌즈를 탑재함으로써, 단초점 렌즈 광학계의 크기(예: 광축 방향의 전체 길이)가 작아져 소형화된 전자 장치에도 용이하게 장착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 일부 수치 등이 제시될 수 있으나, 이러한 수치는 청구범위에 기재되어 있지 않은 한 본 발명을 한정하지는 않는다는 것에 유의한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(100)를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(100)는, 복수의 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)와 이미지 센서(108)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(108)는 광학 장치 및/또는 촬상 장치에 탑재될 수 있으며, 복수의 렌즈들을 포함하는 단초점 렌즈 광학계는, 상기 이미지 센서(108)가 탑재된 광학 장치 및/또는 촬상 장치에 장착될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 상기 이미지 센서(108)가 상기 단초점 렌즈 광학계(100)에 구비된 예를 설명하게 될 것이나, 상기 이미지 센서(108)는 상기 단초점 렌즈 광학계(100)가 장착되는 광학 장치 및/또는 촬상 장치에 장착될 수 있다. 상기 이미지 센서(108)는 예를 들어, 씨모스 이미지 센서(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor) 또는 전하 결합 소자(CCD, charge coupled device)와 같은 센서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(108)는 이에 한정되지 않고, 광, 예를 들면, 이미지를 전기적인 영상신호로 변환하는 소자일 수 있다. 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 렌즈들은 플라스틱 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 렌즈들의 조합을 통해 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는 대략 80도 정도의 화각을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈는, 물체 측(O, object side)으로부터 상 측(I, image side)으로, 예를 들면, 이미지 센서(108)가 배치된 위치에 인접하게 순차적으로 배열된 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)는 각각 플라스틱 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 광축(O-I)을 형성하게, 예컨대, 상기 이미지 센서(108)와 광축 정렬된 상태로 배치될 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 정(positive)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈(102)는 정(positive)의 굴절력을 가지며, 상기 제3 렌즈(104)는 부(negative)의 굴절력을 가질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 내지 제6 렌즈(104, 105, 106)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 내지 제6 렌즈(104, 105, 106)는 굴절력을 가지지 않을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈(101)의 상기 물체 측(O)을 향하는 면(S1)이 볼록하게 형성될 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)의 상기 물체 측(O)을 향한 면(S3)과 상 측(I)을 향한 면(S4)이 볼록하게 형성될 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 상 측(I)을 향한 면(S6)이 오목하게 형성될 수 있고, 상기 제5 렌즈(105)의 물체 측(O)을 향한 면(S9)이 볼록하게 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 렌즈(104)의 상기 물체 측(O)을 향한 면(S7)과 상 측(I)을 향한 면(S8)이 비구면으로 이루어질 수 있고, 제5 렌즈(105)의 상기 물체 측(O)을 향한 면(S9)과 상 측(I)을 향한 면(S10)이 비구면으로 이루어질 수 있고, 제6 렌즈(106)의 상기 물체 측(O)을 향한 면(S11)과 상 측(I)을 향한 면(S12)이 비구면으로 이루어질 수 있다.
이하에서 각 렌즈의 구성을 설명함에 있어, 상 측은, 예를 들면, 상(image)이 결상되는 결상면(181)이 있는 방향을 나타낼 수 있고, 물체 측(object side)은 물체가 있는 방향을 나타낼 수 있다. 또한, 렌즈의 "물체 측면"은, 예를 들면, 광축(O-I) 을 기준으로 하여 물체가 있는 쪽의 렌즈면으로 도면상 좌측면을 의미하며, "상 측면"은 광축을 기준으로 하여 결상면이 있는 쪽의 렌즈면으로 도면상 우측면을 나타낼 수 있다. 상기 결상면(181)은 예를 들어, 촬상 소자 면 또는 이미지 센서 면일 수 있다.
정의 굴절력을 가지는 렌즈에 평행한 빛이 입사되면, 렌즈를 통과한 빛은 집중될 수 있다. 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 볼록 렌즈의 원리에 기반한 렌즈일 수 있다. 반면에, 부의 굴절력을 가지는 렌즈에 평행한 빛이 입사되면, 렌즈를 통과한 빛은 퍼질 수 있다. 예를 들면, 부의 굴절력을 가지는 렌즈는 오목 렌즈의 원리에 기반한 렌즈일 수 있다.
상기 제1 내지 제6 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)들 각각이 인접하는 다른 렌즈와의 간격(예: 공기 간격)이 작을수록, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 전장 (광축 방향으로 상기 단초점 렌즈 광학계의 전체 길이)이 작아질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 이러한 렌즈들과의 간격은, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)에 요구되는 광학 특성(예: 수차 특성, 광각 특성 및/또는 밝기 특성)에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, 렌즈의 곡률 반지름(R3, R4 ,R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12), 두께, TTL, BFL, T58, 초점거리(f, f2, f4)는 특별한 언급이 없는 한 모두 ㎜ 단위를 가질 수 있다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈들 간의 간격, TTL(또는 OAL), BFL, t58은 렌즈의 광축을 중심으로 측정된 거리임을 밝혀둔다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상 이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 오목하다는 의미일 수 있다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다. 아울러, 이하의 상세한 설명 및 청구범위에서 변곡점(inflection point)이라 함은 광축과 교차하지 않는 부분에서 곡률 반지름이 변경되는 지점을 의미한다. 아울러, 이하의 상세한 설명 및 청구범위에서 만곡점(turning point)이라 함은 광축과 교차하지 않는 부분에서 볼록하거나 또는 오목한 지점을 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는, 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측(O)을 향한 면(S1) 상에 배치된 조리개를 포함할 수 있다. 상기 조리개의 크기가 조절됨으로써, 상기 이미지 센서(108)의 결상면(181)에 도달하는 빛의 양이 조절될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는, 상기 제6 렌즈(106)와 이미지 센서(108) 사이에 배치된 필터(107)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(107)는, 광학 장치의 필름이나 이미지 센서에서 검출되는 빛, 예컨대, 적외선을 차단할 수 있다. 상기 필터(107)는, 예를 들어, 저역 통과 필터(low pass filter), 또는 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 필터(107)를 장착하는 경우, 상기 이미지 센서(108)를 통해 검출, 촬영되는 이미지 등의 색감을 사람이 실제 사물을 보았을 때 느끼는 색감에 근접하게 할 수 있다. 또한, 상기 필터(107)는 가시광선을 투과하고, 적외선을 외부로 방출하도록 하여, 적외선이 상기 이미지 센서의 결상면(181)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)가 상기 필터(106)를 반드시 포함하는 것에 한정되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제5 렌즈(105) 및 상기 제6 렌즈(106) 각각은 적어도 하나의 변곡점(inflection point)을 가지는 면을 포함할 수 있다. 상기 변곡점은, 예를 들면, 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또는, 상기 변곡점은, 예를 들면, 렌즈의 형상이 볼록(convex)에서 오목(concave)으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 상기 곡률 반경(radius of curvature)은, 예를 들면, 곡면이나 곡선의 각 점에 있어서의 만곡의 정도를 표시하는 값을 나타낼 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 다른 렌즈(102, 103, 104, 105, 106)들보다 큰 정의 굴절력을 가짐에 따라, 굴절력을 높일 수 있다. 그리고, 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측을 향한 면(S1)이 볼록하게 형성됨에 따라, 대구경에 따른 구면수차의 증가를 억제할 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 굴절력을 결정하기 위해 강한 정의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측을 향한 면(S3)과 상측을 향한 면(S4)이 볼록하게 형성됨에 따라, 대구경에 따른 구면수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 이를 통하여, 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측을 향한 면(S3)과 상측을 향한 면(S4)이 굴절력을 적절히 분배하여 제조 오차에 의한 성능 저하를 줄일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 부의 굴절력을 가지면서 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면(S5)이 오목하게 형성됨에 따라, 상기 제2 렌즈(102)에 의해 발생될 수 있는 코마수차와 상면만곡을 효과적을 보정할 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈(103)는 분산값이 높은 소재를 사용하여 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102)에서 발생될 수 있는 색수차를 효과적으로 보정할 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 비구면으로 이루어짐에 따라, 상기 이미지 센서(108)의 주변부(예를 들면, 상기 이미지 센서(108)의 광축에서부터 이격된 부분)에서 코마가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 제4 렌즈(104)는 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1, 제2, 제3 렌즈(101, 102, 103)에 의해 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 굴절력 배분이 결정됨에 따라, 상기 제4 렌즈(104)는 굴절력을 가지지 않을 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)의 물체 측을 향한 면(S9)은 볼록하게 형성됨에 따라, 상기 이미지 센서의 결상면(181)으로 입사하는 광이 광축에 대해 작은 기울기를 갖도록 하여 이미지 센서(180)의 주변부의 광량을 확보할 수 있다. 이를 통하여, 대구경으로 이루어진 복수의 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)들로 구성된 단초점 렌즈 광학계는 낮은 조도에서도 이미지 센서의 결상면(181)에서 양호한 이미지가 획득되도록 할 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)의 물체 측을 향한 면(S11) 또는 상기 제6 렌즈(106)의 상 측을 향한 면(S12)는 적어도 하나의 변곡점을 포함함에 따라, 상기 이미지 센서의 결상면(181)의 중심으로부터 주변부까지의 상면만곡이 발생되는 것을 줄일 수 있다.
상기와 같은 단초점 렌즈 광학계(100)는, 대략 80도 정도의 화각을 가지면서, 다음의 [수학식 1]를 만족함으로써, 소형화되면서도 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00003
여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리를, f2는 상기 제2 렌즈(102)의 초점 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 전체 광학 광학계의 초점거리에 대한 상기 제2 렌즈(102)의 초점 거리의 비율이 1.6 미만이 되도록 함으로써, 상기 제2 렌즈(102)의 굴절력에 의한 구면 수차의 증가를 방지할 수 있고, 상기 전체 광학계의 초점거리에 대한 상기 제2 렌즈의 초점 거리의 비율이 0.4 를 초과함으로써, 상대적으로 상기 제1 렌즈(101)의 굴절력이 증가하는 것을 방지하여 상기 단초점 렌즈 광학계(100)가 대략 80도 정도의 화각을 가지도록 할 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈(103)는 다음의 [수학식 2]에 만족할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00004
여기서, R5는 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측을 향한 면(S5)의 곡률 반경을, R6는 상기 제3 렌즈(103)의 상 측을 향한 면(S6)의 곡률 반경을 의미할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측을 향한 면(S5)의 곡률 반경에 대한 상기 제3 렌즈(103)의 상 측을 향한 면(S6)의 곡률 반경의 비율을 조절함에 따라, 대구경의 렌즈들에 따른 이미지 센서의 결상면(181)의 주변부의 코마수차를 적절히 보정할 수 있다. 예컨대, 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측을 향한 면(S5)의 곡률 반경에 대한 상기 제3 렌즈(103)의 상 측을 향한 면(S6)의 곡률 반경의 비율이 -0.6를 초과함에 따라, 상기 제3 렌즈(103)이 부의 굴절력을 유지하도록 하여 상기 이미지 센서의 결상면(181)으로 향하는 광의 기울기가 광축에 대해 증가하는 것을 방지할 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측을 향한 면(S5)의 곡률 반경에 대한 상기 제3 렌즈(103)의 상 측을 향한 면(S6)의 곡률 반경의 비율이 0.6 미만이 되도록 함에 따라, 상기 제3 렌즈(103)의 부의 굴절력이 증가하는 것을 방지하여 코마수차를 적절히 보정할 수 있으며, 상한값을 벗어나는 범위에서는 코마수차를 효과적으로 보정하는 것이 어려워지거나 상기 제3 렌즈의 가공성이 나빠질 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈(103)는 다음의 [수학식 3]에 만족할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00005
여기서, vd는 아베수(Abbe's number)를 의미할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 아베수가 45 미만이 되도록 함에 따라, 색수차, 특히 종색수차가 증가하는 것을 방지하여 이미지 센서의 결상면(181)에 적절한 수준의 화질을 확보할 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈(102)는 다음의 [수학식 4]에 만족할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00006
여기서, R3는 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측을 향한 면(S3)의 곡률 반경을, R4는 상기 제2 렌즈(102)의 상 측을 향한 면(S4)의 곡률 반경을 의미할 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 상 측을 향한 면(S4)의 곡률 반경에 대한 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측을 향한 면(S3)의 곡률 반경의 비율을 조절함에 따라, 대구경의 렌즈들에 따른 이미지 센서의 결상면(181)의 주변부의 코마수차를 적절히 보정할 수 있으며 구면수차를 효과적으로 제한할 수 있다. 즉, 상기2 렌즈의 상측을 향한 면(S4)의 곡률반경(R4)와 물체 측을 향한 면(S3)의 곡률반경(R3)의 비율을 크게 할수록 0에 가까워지며 두 면의 곡률반경의 값이 커지므로서 그 기울기가 완만해져서 구면수차의 값이 작아지며, 수학식4의 비가 0일 초과할 경우 구면수차의 OVER화가 심해져 구면수차가 다시 증가하게 될 수 있다. 또한 수학식4의 R3는 키우고 R4를 작게하여 -2의 값에 가까워질수록 상광선의 주변부 코마수차는 UNDER화가 진행되고 하광선의 주변부 코마수차는 OVER화가 되어 전체적인 주변부 코마수차는 작아질 수 있다. 하지만, 하한값을 하회하게 되면 다시 주변부 코마수차가 증가하여 해상력이 낮아지게 될 수 있다.
또한, 상기 제4 렌즈(104)는 다음의 [수학식 5]에 만족할 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00007
여기서, f4는 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리를 의미할 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 굴절력을 조절함에 따라, 상기 이미지 센서의 결상면(181)의 페츠발 합 및 비점수차를 효과적으로 보정 할 수 있다. 예컨대, 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리에 대한 상기 전체 광학계의 초점 거리의 비율이 상한값을 초과하게 되면 페츠발 합을 줄이는 것이 제한되며, 하한값을 하회하게 되면 주변의 비점수차의 차이가 10% 이상이 되어 상기 이미지 센서의 결상면(181)에서의 상면만곡의 발생을 억제할 수 없게 된다.
또한, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는 다음의 [수학식 6]에 만족할 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00008
여기서, t58는 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측을 향한 면(S5)로부터 상기 제4 렌즈(104)의 상 측을 향한 면(S8)까지의 광축 상의 거리(예: 공기간격)를, YIH는 최대 상고를 나타낼 수 있다. 예를 들면, YIH는 상기 이미지 센서(108)의 대각선의 절반일 수 있다. 즉, YIH는 상기 이미지 센서(108)의 가장자리에서 가장 멀리 떨어진 두 지점 상의 최단 거리의 절반을 의미할 수 있다. 상기 공기간격(t58)에 대한 상기 이미지 센서(108)의 y축 길이(YIH)의 비율이 1보다 작게 됨에 따라, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 전장의 길이를 줄일 수 있고, 상기 공기간격(t58)에 대한 상기 이미지 센서(108)의 y축 길이(YIH)의 비율이 0보다 크게 함에 따라, 페츠발 합을 효과적으로 보정함과 동시에 상기 이미지 센서의 결상면에 결상되는 이미지가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈(105)는 다음의 [수학식 7] 에 만족할 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00009
여기서, R9는 상기 제5 렌즈(105)의 물체 측을 향한 면(S9)의 곡률 반경을, R10는 상기 제5 렌즈(105)의 상 측을 향한 면(S10)의 곡률 반경을 의미할 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 [수학식 7]의 범위 내에서 상기 제5 렌즈(105)의 물체 측을 향한 면(S9)의 곡률 반경(R9)과 상기 제5 렌즈(105)의 상 측을 향한 면(S10)의 곡률 반경(R10)을 형성됨에 따라, 이미지 센서의 결상면(181) 상에서 상면만곡이 발생되는 량을 줄일 수 있다.
또한, 상기 제6 렌즈(106)는 다음의 [수학식 8] 에 만족할 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00010
여기서, R11는 상기 제6 렌즈(106)의 물체 측을 향한 면(S11)의 곡률 반경을, R12는 상기 제6 렌즈(106)의 상 측을 향한 면(S12)의 곡률 반경을 의미할 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 [수학식 8]의 범위 내에서 상기 제6 렌즈(106)의 물체 측을 향한 면(S11)의 곡률 반경(R11)과 상기 제6 렌즈(106)의 상 측을 향한 면(S12)의 곡률 반경(R12)을 형성됨에 따라, 이미지 센서의 결상면(181) 상에서 상면만곡이 발생되는 량을 줄일 수 있다. 그리고, [수학식 8]의 비율이 0.8을 상회하는 값을 가지게 상면에 입사하는 주광선의 주변의 증가량 대비 각도의 증가량의 기울기가 급격해지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는 다음의 [수학식 9] 에 만족할 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00011
여기서, TT는 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 이미지 센서(108)의 대각선 길이의 절반(YIH)에 대한 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측을 향한 면(S1)로부터 상기 이미지 센서의 결상면(181)까지의 광축 상의 거리(TT)의 비율이 1.8보다 작게 됨에 따라, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 전장의 길이를 소형화할 수 있고, 상기 이미지 센서(108)의 대각선 길이의 절반(YIH)에 대한 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측을 향한 면(S1)로부터 상기 이미지 센서의 결상면(181)까지의 광축 상의 거리(TT)의 비율이 1보다 크게 됨에 따라, 대략 80도 정도의 화각에 의한 왜곡수차의 발생량을 줄이면서 상기 이미지 센서(108)의 주변부에 입사되는 광의 기울기가 광축에 대해 증가되는 것을 방지할 수 있다.
하기의 [표 1]은 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 렌즈 데이터를 기재한 것으로서, 'S1~S14'는 관련된 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)들 및/또는 필터(106)의 표면을 지시할 수 있다. 그리고, sto*는 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측을 향한 면(S1)에 구비되는 조리개를 의미할 수 있다. 그리고, Radius은 곡률 반경을, Thick은 두께 또는 공기간격을, nd는 재료에 따른 굴절률을, vd는 아베수를, H-Ape는 반경을, EFL는 초점거리를 의미할 수 있다. 상기 단초점 렌즈 광학계(100)는 F-수가 1.76이고, 화각이 82.20도이며, 4.10mm의 초점거리를 가지면서 상술한 조건(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)들을 만족할 수 있다.
Surface Radius Thick nd vd H-Ape EFL
object infinity infinity 　 　 　 　
sto* infinity
S1 2.052 0.474 1.5441 56.09 1.17 5.1
S2 7.141 0.201 　 　 1.14 　
S3 5.926 0.467 1.5441 56.09 1.095 5.532
S4 -6.001 0.03 　 　 1.14 　
S5 -10.06 0.21 1.65038 21.52 1.15 -5.073
S6 5.03 0.554 　 　 1.13 　
S7 infinity 0.499 1.65038 21.52 1.28 infinity
S8 infinity 0.36 　 　 1.6 　
S9 13.062 0.56 1.5441 56.09 2.05 4.054
S10 -2.627 0.173 　 　 2.41 　
S11 3.122 0.51 1.5348 55.71 3.07 -3.087
S12 1.021 0.635 　 　 3.14 　
S13 infinity 0.11 1.5168 64.2 3.5 　
S14 infinity 0.3 　 　 　 　
image 　 　 　 　 　 　
하기의 [표 2]는 상기 제1 내지 제6 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106)의 비구면 계수를 기재한 것으로서, 비구면 계수는 다음의 [수학식 10]을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00012
여기서, 'z'는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향의 거리를, 'c'는 렌즈의 기본 곡률을, 'Y'는 광축에 수직인 방향으로의 거리를, 'K'는 코닉(Conic) 상수를 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'는 비구면 계수를 각각 의미할 수 있다.
Surface K(Conic) A(4th) B(6th) C(8th) D(10th)
S1 -9.73816E-01 -1.93529E-02 7.51762E-02 -2.72689E-01 4.78028E-01
S2 6.73116E+00 -3.84823E-02 -1.12441E-01 4.43542E-01 -9.56773E-01
S3 -1.16346E+00 -7.23061E-02 1.32692E-01 -4.59968E-01 1.08373E+00
S4 2.17844E+01 2.89139E-02 -2.88119E-01 9.34721E-01 -1.80966E+00
S5 -3.47815E+02 4.47445E-02 -1.88336E-01 4.93123E-01 -9.20259E-01
S6 7.86223E+00 5.25375E-02 -2.44782E-02 -1.24163E-01 4.11875E-01
S7 Infinity -2.52049E-02 -2.23813E-01 7.43769E-01 -1.37741E+00
S8 Infinity -3.97183E-02 -1.05563E-01 1.59544E-01 -1.32759E-01
S9 3.78639E+01 1.86581E-01 -2.44700E-01 1.88743E-01 -1.12694E-01
10 -2.07312E+01 2.00696E-01 -1.28269E-01 4.10472E-02 -9.92413E-03
11 -3.53500E+00 -1.84094E-01 7.28308E-02 -1.98214E-02 4.25157E-03
12 -4.83836E+00 -9.86988E-02 4.67305E-02 -1.69628E-02 4.02317E-03
Surface E(12th) F(14th) G(16th) H(18th)
S1 -5.02832E-01 3.05244E-01 -9.68161E-02 1.22670E-02
S2 1.24235E+00 -9.49559E-01 3.96630E-01 -6.98356E-02
S3 -1.44834E+00 1.10778E+00 -4.53668E-01 7.59619E-02
S4 2.11071E+00 -1.45423E+00 5.48382E-01 -8.79723E-02
S5 1.04594E+00 -6.63228E-01 2.20679E-01 -3.05287E-02
S6 -6.36984E-01 5.66516E-01 -2.64918E-01 5.11075E-02
S7 1.53088E+00 -1.02437E+00 3.79445E-01 -6.00284E-02
S8 7.09799E-02 -2.46177E-02 5.21093E-03 -5.13319E-04
S9 4.52648E-02 -1.12401E-02 1.55287E-03 -9.06960E-05
S10 2.14506E-03 -3.77376E-04 4.11837E-05 -1.91754E-06
S11 -6.37406E-04 5.95737E-05 -3.07911E-06 6.69661E-08
S12 -6.06926E-04 5.60030E-05 -2.84670E-06 6.04679E-08
도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(100)의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 2에서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 정도를 나타내고, 세로축은 광축의 중심으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타낸 것으로서, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화가 도시된다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 656.2725nm(nanometer), 587.5618nm, 546.0740nm, 486.1327nm, 또는 435.8343nm인 광에 대해 각각 나타낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(100)의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 3에서, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)의 비점수차는 546.074nm의 파장에서 얻어진 결과로서, 실선은 탄젠셜(tangential) 방향의 비점수차(예: 자오상면 만곡)를 나타내고, 점선은 시상(saggital) 방향의 비점수차(예: 구결상면 만곡)를 의미한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(100)의 왜곡율(distortion)을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 상기 단초점 렌즈 광학계(100)를 통해 촬영된 이미지는, 상기 광축(O-I)에서 벗어난 지점에서 다소 왜곡이 발생하기는 하나, 이러한 왜곡은 렌즈를 이용하는 광학 장치에서 일반적으로 나타날 수 있는 정도의 것이며, 왜곡율이 3% 미만으로서, 양호한 광학 특성을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(200)를 나타내는 구성도이다. 도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(200)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(200)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(200)의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
이하의 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(200)는, 복수의 렌즈(201, 202, 203, 204, 205, 206), 필터(207) 와 이미지 센서(208)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 3]은 상기 단초점 렌즈 광학계(200)의 렌즈 데이터를, 하기의 [표 4]는 상기 제1 내지 제6 렌즈(201, 202, 203, 204, 205, 206)의 비구면 계수를 각각 기재한 것으로서, 상기 단초점 렌즈 광학계(200)는 F-수가 1.72이고, 화각이 79.05도이며, 3.97mm의 초점거리를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
Surface Radius Thick nd vd H-Ape EFL
object infinity infinity 　 　 　 　
sto* infinity
S1 3.295 0.564 1.5441 56.09 1.15 70
S2 3.388 0.128 　 　 1.18 　
S3 2.266 0.552 1.5441 56.09 1.258 3.339
S4 -8.558 0.15 　 　 1.282 　
S5 7.455 0.215 1.651 21.49 1.25 -7.478
S6 2.93 0.412 　 　 1.217 　
S7 38.424 0.275 1.6428 22.4 1.305 212.251
S8 53.122 0.487 　 　 1.4 　
S9 12.534 0.619 1.5311 55.91 2.081 -20.457
S10 5.733 0.108 　 　 2.448 　
S11 1.292 0.751 1.5441 56.09 2.677 12.636
S12 1.263 0.66 　 　 3.111 　
S13 infinity 0.118 1.5168 64.2 3.36 　
S14 infinity 0.3 　 　 　 　
image 　 　 　 　 　 　
Surface K(Conic) A(4th) B(6th) C(8th) D(10th)
S1 -2.54909E+00 -3.64754E-02 9.34106E-03 -6.88845E-02 1.56509E-01
S2 -5.15302E+00 -1.17111E-01 3.05398E-02 -5.92181E-02 9.71251E-02
S3 -6.99451E+00 -1.41083E-02 -3.78287E-02 4.17834E-02 -8.03999E-02
S4 2.01421E+01 -3.48471E-02 -1.21795E-02 5.25808E-02 -7.95776E-02
S5 2.54388E+01 -8.48045E-02 8.28702E-02 -3.46047E-02 -3.08860E-02
S6 -4.95218E+00 -1.43813E-02 4.89751E-02 2.11204E-02 -1.11812E-01
S7 6.38647E+02 -2.42317E-02 -9.10215E-02 2.91536E-01 -4.68133E-01
S8 -4.12791E+03 -6.39198E-03 -8.36337E-02 7.96663E-02 1.90799E-02
S9 1.36968E+01 1.95251E-01 -2.62114E-01 2.30814E-01 -1.51957E-01
S10 -2.63741E+01 2.45773E-02 2.84037E-02 -3.86676E-02 1.81504E-02
S11 -3.47930E+00 -1.09350E-01 3.53359E-02 -1.17702E-02 3.03469E-03
S12 -2.67982E+00 -7.67287E-02 2.24247E-02 -4.78374E-03 3.95304E-04
Surface E(12th) F(14th) G(16th) H(18th)
S1 -2.22456E-01 1.83457E-01 -7.88125E-02 1.36207E-02
S2 -4.80225E-02 -9.63338E-03 1.53218E-02 -3.62795E-03
S3 1.83353E-01 -1.84693E-01 8.38599E-02 -1.46939E-02
S4 9.79320E-02 -7.82680E-02 3.24320E-02 -5.47088E-03
S5 5.93570E-02 -4.85199E-02 2.11617E-02 -3.67089E-03
S6 1.11859E-01 -5.05385E-02 9.62387E-03 -1.27777E-04
S7 4.84241E-01 -3.04470E-01 1.04970E-01 -1.52916E-02
S8 -8.03092E-02 6.35900E-02 -2.21580E-02 2.87453E-03
S9 6.74320E-02 -1.88462E-02 2.96596E-03 -1.98314E-04
S10 -4.73362E-03 7.18618E-04 -5.87396E-05 1.97022E-06
S11 -3.96913E-04 1.56345E-05 1.16903E-06 -8.97717E-08
S12 5.51241E-05 -1.47890E-05 1.17369E-06 -3.28992E-08
도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(300)를 나타내는 구성도이다. 도 10은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(300)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(300)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(300)의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
이하의 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(300)는, 복수의 렌즈(301, 302, 303, 304, 305, 306), 필터(307) 와 이미지 센서(308)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 5]는 상기 단초점 렌즈 광학계(300)의 렌즈 데이터를, 하기의 [표 6]은 상기 제1 내지 제6 렌즈(301, 302, 303, 304, 305, 306)의 비구면 계수를 각각 기재한 것으로서, 상기 단초점 렌즈 광학계(300)는 F-수가 1.77이고, 화각이 80.17도이며, 3.88mm의 초점거리를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
Surface Radius Thick nd vd H-Ape EFL
object infinity infinity 　 　 9582754 87076448000
sto* infinity
S1 2.855 0.528 1.5441 56.09 1.1 67.057
S2 2.894 0.115 　 　 1.18 　
S3 2.134 0.593 1.5441 56.09 1.259 3.417
S4 -13.471 0.106 　 　 1.282 　
S5 5.812 0.213 1.651 21.49 1.25 -7.618
S6 2.652 0.42 　 　 1.217 　
S7 36.003 0.29 1.6428 22.4 1.308 32.11
8* -49.413 0.501 　 　 1.4 　
9* 14.351 0.635 1.5311 55.91 2.081 -17.548
10* 5.578 0.1 　 　 2.464 　
11* 1.362 0.786 1.5441 56.09 2.68 15.612
12* 1.29 0.549 　 　 3.159 　
13 infinity 0.11 1.5168 64.2 　 　
14 infinity 0.3 　 　 　 　
image infinity 　 　 - 　 　
Surface K(Conic) A(4th) B(6th) C(8th) D(10th)
S1 -1.52827E+00 -3.39072E-02 7.65144E-03 -6.68927E-02 1.56400E-01
S2 -5.34345E+00 -1.16698E-01 3.17671E-02 -5.82360E-02 9.74431E-02
S3 -6.96054E+00 -1.24469E-02 -3.64544E-02 4.27798E-02 -7.93564E-02
S4 4.14410E+01 -4.16220E-02 -1.00160E-02 5.23264E-02 -7.99563E-02
S5 1.63630E+01 -9.62764E-02 7.98170E-02 -3.46675E-02 -3.14969E-02
S6 -4.56816E+00 -1.45431E-02 4.92478E-02 2.10991E-02 -1.11837E-01
S7 2.22716E+02 -2.46004E-02 -9.08804E-02 2.91566E-01 -4.67962E-01
S8 0.00000E+00 -8.07645E-03 -8.46070E-02 7.96980E-02 1.90991E-02
S9 3.74615E+01 1.85982E-01 -2.58299E-01 2.29566E-01 -1.51843E-01
S10 -2.16525E+01 1.96343E-02 2.99602E-02 -3.88052E-02 1.81282E-02
S11 -4.18615E+00 -1.05483E-01 3.51025E-02 -1.18080E-02 3.03288E-03
S12 -2.88997E+00 -7.38446E-02 2.22826E-02 -4.80677E-03 3.94853E-04
Surface E(12th) F(14th) G(16th) H(18th)
S1 -2.23292E-01 1.83698E-01 -7.88125E-02 1.36207E-02
S2 -4.80082E-02 -9.79303E-03 1.53218E-02 -3.62795E-03
S3 1.83766E-01 -1.85123E-01 8.38497E-02 -1.46939E-02
S4 9.77138E-02 -7.82018E-02 3.24327E-02 -5.47087E-03
S5 5.89513E-02 -4.86200E-02 2.12010E-02 -3.67089E-03
S6 1.11867E-01 -5.05415E-02 9.62387E-03 -1.27777E-04
S7 4.84355E-01 -3.04461E-01 1.04911E-01 -1.52916E-02
S8 -8.03177E-02 6.35808E-02 -2.21592E-02 2.87697E-03
S9 6.74476E-02 -1.88480E-02 2.96469E-03 -1.98228E-04
S10 -4.72984E-03 7.19037E-04 -5.88629E-05 1.97022E-06
S11 -3.96884E-04 1.56537E-05 1.17114E-06 -8.96417E-08
S12 5.52212E-05 -1.47801E-05 1.17387E-06 -3.29310E-08
도 13은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(400)를 나타내는 구성도이다. 도 14는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(400)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 15는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(400)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 16은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(400)의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
이하의 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(400)는, 복수의 렌즈(401, 402, 403, 404, 405, 406)들, 필터(407)과 이미지 센서(408)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 7]은 상기 단초점 렌즈 광학계(400)의 렌즈 데이터를, 하기의 [표 8]은 상기 제1 내지 제6 렌즈(401, 402, 403, 404, 405, 406)의 비구면 계수를 각각 기재한 것으로서, 상기 단초점 렌즈 광학계(400)는 F-수가 1.72이고, 화각이 79.23도이며, 3.95mm의 초점거리를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
Surface Radius Thick nd vd H-Ape EFL
object infinity infinity
sto* infinity
S1 3.236 0.532 1.5441 56.09 1.15 67.62
S2 3.34 0.129 1.18
S3 2.223 0.572 1.5441 56.09 1.338 3.49
S4 -12.219 0.127 1.282
S5 6.662 0.2 1.65 21.5 1.355 -10.161
S6 3.295 0.424 1.217
S7 -21.514 0.345 1.6428 22.4 1.322 -33.254
S8 infinity 0.451 1.4
S9 8.09 0.619 1.5311 55.91 2.081 -41.402
S10 5.763 0.108 2.524
S11 1.342 0.751 1.5441 56.09 2.805 14.022
S12 1.305 0.679 3.259
S13 infinity 0.11 1.5168 64.2
S14 infinity 0.3 -
image infinity -
Surface K(Conic) A(4th) B(6th) C(8th) D(10th)
S1 -2.84952E+00 -3.89988E-02 5.24335E-03 -6.82401E-02 1.56251E-01
S2 -5.96905E+00 -1.24007E-01 2.54147E-02 -5.85513E-02 9.78055E-02
S3 -6.64722E+00 -1.48384E-02 -3.84742E-02 4.23346E-02 -7.89683E-02
S4 4.46794E+01 -5.34241E-02 -1.10533E-03 5.46690E-02 -7.98795E-02
S5 2.11226E+01 -9.98797E-02 9.02814E-02 -3.26279E-02 -3.24278E-02
S6 -4.75224E+00 -1.50910E-02 4.89520E-02 2.12313E-02 -1.11734E-01
S7 1.00000E+02 -2.07349E-02 -9.04563E-02 2.92121E-01 -4.67736E-01
S8 -1.00000E+02 -1.25215E-02 -8.28272E-02 7.97648E-02 1.90097E-02
S9 -1.33311E+02 2.07388E-01 -2.65871E-01 2.31140E-01 -1.51869E-01
S10 -1.38892E+01 2.18206E-02 2.87225E-02 -3.88308E-02 1.81759E-02
S11 -3.39100E+00 -1.08538E-01 3.52713E-02 -1.17762E-02 3.03431E-03
S12 -2.62197E+00 -7.57446E-02 2.25424E-02 -4.78752E-03 3.94698E-04
Surface E(12th) F(14th) G(16th) H(18th)
S1 -2.22794E-01 1.83676E-01 -7.88125E-02 1.36207E-02
S2 -4.79826E-02 -9.84432E-03 1.53218E-02 -3.62795E-03
S3 1.84138E-01 -1.85186E-01 8.38599E-02 -1.46939E-02
S4 9.74870E-02 -7.83515E-02 3.24693E-02 -5.47088E-03
S5 5.83271E-02 -4.82455E-02 2.11617E-02 -3.67089E-03
S6 1.11841E-01 -5.05771E-02 9.62387E-03 -1.27777E-04
S7 4.84292E-01 -3.04545E-01 1.04970E-01 -1.52916E-02
S8 -8.03379E-02 6.36161E-02 -2.21195E-02 2.87453E-03
S9 6.74263E-02 -1.88443E-02 2.96753E-03 -1.98799E-04
S10 -4.73209E-03 7.18234E-04 -5.86945E-05 1.97022E-06
S11 -3.96924E-04 1.56349E-05 1.16931E-06 -8.97248E-08
S12 5.51008E-05 -1.47904E-05 1.17357E-06 -3.29123E-08
도 17은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(500)를 나타내는 구성도이다. 도 18은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(500)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 19는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(500)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 20은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(500)의 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
이하의 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 단초점 렌즈 광학계(500)는, 복수의 렌즈(501, 502, 503, 504, 505, 506)들, 필터(507)과 이미지 센서(508)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 9]은 상기 단초점 렌즈 광학계(500)의 렌즈 데이터를, 하기의 [표 10]은 상기 제1 내지 제6 렌즈(501, 502, 503, 504, 505, 506)의 비구면 계수를 각각 기재한 것으로서, 상기 단초점 렌즈 광학계(500)는 F-수가 1.82이고, 화각이 76.00도이며, 4.00mm의 초점거리를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
Surface Radius Thick nd vd H-Ape EFL
object infinity infinity 　 　 　 　
sto* infinity
S1 3.106 0.512 1.54419 71.95 1.1 67.611
S2 3.194 0.127 　 　 1.18 　
S3 2.192 0.593 1.5441 56.09 1.336 3.459
S4 -12.428 0.1 　 　 1.282 　
S5 6.607 0.2 1.65 35 1.363 -10.463
S6 3.322 0.434 　 　 1.217 　
S7 -13.029 0.307 1.6428 22.4 1.247 -30
S8 -39.689 0.488 　 　 1.4 　
S9 19.861 0.62 1.5311 55.91 2.081 -49.969
S10 11.257 0.1 　 　 2.17 　
S11 1.331 0.751 1.5441 56.09 2.386 17.239
S12 1.241 0.705 　 　 3.2 　
S13 infinity 0.11 1.5168 64.2 　 　
S14 infinity 0.3 　 　 　 　
image infinity 　 　 　 　
Surface K(Conic) A(4th) B(6th) C(8th) D(10th)
S1 -2.76344E+00 -3.86898E-02 5.60283E-03 -6.79569E-02 1.56236E-01
S2 -6.26729E+00 -1.24180E-01 2.62060E-02 -5.77050E-02 9.79735E-02
S3 -6.65021E+00 -1.57407E-02 -3.89790E-02 4.23308E-02 -7.88817E-02
S4 5.00851E+01 -5.35445E-02 -1.73109E-03 5.38856E-02 -8.01357E-02
S5 2.21790E+01 -1.02163E-01 9.02573E-02 -3.25384E-02 -3.24467E-02
S6 -6.36452E+00 -2.09284E-02 4.44278E-02 1.93572E-02 -1.12534E-01
S7 1.00000E+02 -3.01229E-02 -9.07121E-02 2.91338E-01 -4.68290E-01
S8 -1.00000E+02 -1.05605E-02 -8.21460E-02 8.03532E-02 1.91469E-02
S9 -6.89111E+02 2.10974E-01 -2.65901E-01 2.31281E-01 -1.51879E-01
S10 4.43869E+00 2.38879E-02 2.79893E-02 -3.90251E-02 1.81772E-02
S11 -3.57390E+00 -1.03265E-01 3.45738E-02 -1.18064E-02 3.03421E-03
S12 -2.65932E+00 -7.52809E-02 2.28405E-02 -4.78545E-03 3.92683E-04
Surface E(12th) F(14th) G(16th) H(18th)
S1 -2.22845E-01 1.83747E-01 -7.88125E-02 1.36207E-02
S2 -4.80580E-02 -9.79858E-03 1.53218E-02 -3.62795E-03
S3 1.84159E-01 -1.85222E-01 8.38599E-02 -1.46939E-02
S4 9.75025E-02 -7.82943E-02 3.24999E-02 -5.47088E-03
S5 5.83017E-02 -4.82320E-02 2.11617E-02 -3.67089E-03
S6 1.11563E-01 -5.05773E-02 9.62387E-03 -1.27777E-04
S7 4.84023E-01 -3.04736E-01 1.04970E-01 -1.52916E-02
S8 -8.03488E-02 6.36059E-02 -2.21066E-02 2.87464E-03
S9 6.74103E-02 -1.88483E-02 2.96732E-03 -1.98459E-04
S10 -4.72966E-03 7.18341E-04 -5.87895E-05 1.97022E-06
S11 -3.96783E-04 1.56607E-05 1.17178E-06 -8.96402E-08
S12 5.49843E-05 -1.47913E-05 1.17429E-06 -3.28355E-08
상술한 실시예들을 통해 살펴본 살펴본 단초점 렌즈 광학계(100, 200, 300, 400, 500)들 및/또는 상기 단초점 렌즈 광학계(100, 200, 300, 400, 500)들 각각의 렌즈에 대한 데이터는 다음의 [표 11]와 같다. 이러한 데이터는 상술한 조건들, 예컨대, [수학식 1 내지 9]를 만족할 수 있다.
수학식1 수학식2 수학식3 수학식4 수학식5 수학식6 수학식7 수학식8 수학식9
실시예1 1.187 0.393 21.485 -0.265 0.019 0.117 0.372 0.011 1.523
실시예2 1.137 0.456 21.485 -0.158 0.121 0.143 0.440 0.027 1.500
실시예3 1.133 0.495 21.500 -0.182 -0.119 0.129 0.168 0.014 1.527
실시예4 1.156 0.503 35.000 -0.176 -0.133 0.144 0.276 0.035 1.571
실시예5 0.741 -0.500 21.485 -0.987 0.000 0.098 1.504 0.507 1.397
위 [표 11]에서, '실시예1'은 도 1에 도시된 단초점 렌즈 광학계(100)를, '실시예2'는 도 5에 도시된 단초점 렌즈 광학계(200)를, '실시예3'은 도 9에 도시된 단초점 렌즈 광학계(300)를, '실시예4'는 도 13에 도시된 단초점 렌즈 광학계(400)를, '실시예5'는 도 17에 도시된 단초점 렌즈 광학계(500)를 각각 의미할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계(들)(100, 200, 300, 400, 500)는 적은 수(예: 6매)의 렌즈를 탑재하고, 각 렌즈의 물체 측을 향한 면 또는 상 측을 향한 면의 곡률 반경을 조절하고 비구면화함으로써, 고품질의 이미지(예: 고해상도의 밝은 이미지)를 획득하기 용이할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는, 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈; 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈; 부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈; 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈; 물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고, 다음의 [조건식 1]을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00013
(여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 2]을 만족할 수 있다.
[조건식 2]
Figure pat00014
(여기서, R5는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R6는 상기 제3 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 3]을 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure pat00015
(여기서, vd는 아베수(Abbe's number))
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 렌즈는 다음의 [조건식 4]을 만족할 수 있다.
[조건식 4]
Figure pat00016
(여기서, R3는 상기 제2 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R4는 상기 제2 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 렌즈는 다음의 [조건식 5]을 만족할 수 있다.
[조건식 5]
Figure pat00017
(여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는, 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 6]을 만족할 수 있다.
[조건식 6]
Figure pat00018
(여기서, t58는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제5 렌즈는 다음의 [조건식 7]을 만족할 수 있다.
[조건식 7]
Figure pat00019
(여기서, R9 상기 제5 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R10는 상기 제5 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제6 렌즈는 다음의 [조건식 8]을 만족할 수 있다.
[조건식 8]
Figure pat00020
(여기서, R11는 상기 제6 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R12는 상기 제6 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단초점 렌즈 광학계는, 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 9]을 만족할 수 있다.
[조건식 9]
Figure pat00021
(여기서, TT는 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 촬상 장치는, 단초점 렌즈 광학계; 이미지 센서; 및 이미지 신호 프로세서를 포함하고, 상기 단초점 렌즈 광학계는, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는, 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈; 정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈; 부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈; 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈; 물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고, 다음의 [조건식 1]을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
Figure pat00022
(여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 2]을 만족할 수 있다.
[조건식 2]
Figure pat00023
(여기서, R5는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R6는 상기 제3 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 3]을 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure pat00024
(여기서, vd는 아베수(Abbe's number))
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 렌즈는 다음의 [조건식 4]을 만족할 수 있다.
[조건식 4]
Figure pat00025
(여기서, R3는 상기 제2 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R4는 상기 제2 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 렌즈는 다음의 [조건식 5]을 만족할 수 있다.
[조건식 5]
Figure pat00026
(여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 6]을 만족할 수 있다.
[조건식 6]
Figure pat00027
(여기서, t58는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제5 렌즈는 다음의 [조건식 7]을 만족할 수 있다.
[조건식 7]
(여기서, R9는 상기 제5 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R10는 상기 제5 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제6 렌즈는 다음의 [조건식 8]을 만족할 수 있다.
[조건식 8]
Figure pat00029
(여기서, R11는 상기 제6 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R12는 상기 제6 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 9]을 만족할 수 있다.
[조건식 9]
Figure pat00030
(여기서, TT는 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서는 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 렌즈들을 순차적으로 통과한 이미지를 검출하고, 상기 프로세서는 상기 이미지를 저장 또는 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 촬상 장치는, 상기 이미지를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 다양한 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 단초점 렌즈 광학계 101: 제1 렌즈
102: 제2 렌즈 103: 제3 렌즈
104: 제4 렌즈 105: 제5 렌즈
106: 제5 렌즈 107: 필터
108: 이미지 센서

Claims (20)

  1. 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는,
    정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈;
    정의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈;
    부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈;
    물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈;
    물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및
    물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고,
    상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고,
    다음의 [조건식 1]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 1]
    Figure pat00031

    (여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 2]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 2]
    Figure pat00032

    (여기서, R5는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R6는 상기 제3 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 3]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 3]
    Figure pat00033

    (여기서, vd는 아베수(Abbe's number))
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 렌즈는 다음의 [조건식 4]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 4]
    Figure pat00034

    (여기서, R3는 상기 제2 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R4는 상기 제2 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제4 렌즈는 다음의 [조건식 5]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 5]
    Figure pat00035

    (여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리)
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 6]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 6]
    Figure pat00036

    (여기서, t58는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제5 렌즈는 다음의 [조건식 7]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 7]
    Figure pat00037

    (여기서, R9는 상기 제5 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R10는 상기 제5 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제6 렌즈는 다음의 [조건식 8]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 8]
    Figure pat00038

    (여기서, R11는 상기 제6 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R12는 상기 제6 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 9]을 만족하는 단초점 렌즈 광학계.
    [조건식 9]
    Figure pat00039

    (여기서, TT는 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
  10. 촬상 장치에 있어서,
    단초점 렌즈 광학계;
    이미지 센서; 및
    이미지 신호 프로세서를 포함하고,
    상기 단초점 렌즈 광학계는,
    물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 순서대로 배치되는,
    정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면이 볼록한 제1 렌즈;
    정(positive)의 굴절력을 가지고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 볼록한 제2 렌즈;
    부(negative)의 굴절력을 가지고, 상 측을 향한 면이 오목한 제3 렌즈;
    물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제4 렌즈;
    물체 측을 향한 면이 볼록하고, 물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제5 렌즈; 및
    물체 측을 향한 면과 상 측을 향한 면이 비구면으로 이루어지는 제6 렌즈를 포함하고,
    상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈 각각은 적어도 하나 이상의 변곡점을 구비하고,
    다음의 [조건식 1]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 1]
    Figure pat00040

    (여기서, f(focal length)는 전체 광학계의 초점 거리, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리)
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 2]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 2]
    Figure pat00041

    (여기서, R5는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R6는 상기 제3 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제3 렌즈는 다음의 [조건식 3]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 3]
    Figure pat00042

    (여기서, vd는 아베수(Abbe's number))
  13. 제10 항에 있어서, 상기 제2 렌즈는 다음의 [조건식 4]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 4]
    Figure pat00043

    (여기서, R3는 상기 제2 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R4는 상기 제2 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  14. 제10 항에 있어서, 상기 제4 렌즈는 다음의 [조건식 5]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 5]
    Figure pat00044

    (여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리)
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 6]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 6]
    Figure pat00045

    (여기서, t58는 상기 제3 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 제4 렌즈의 상 측을 향한 면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
  16. 제10 항에 있어서, 상기 제5 렌즈는 다음의 [조건식 7]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 7]
    Figure pat00046

    (여기서, R9 상기 제5 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R10는 상기 제5 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제6 렌즈는 다음의 [조건식 8]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 8]
    Figure pat00047

    (여기서, R11는 상기 제6 렌즈의 물체 측을 향한 면의 곡률 반경, R12는 상기 제6 렌즈의 상 측을 향한 면의 곡률 반경)
  18. 제10 항에 있어서, 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리는 다음의 [조건식 9]을 만족하는 촬상 장치.
    [조건식 9]
    Figure pat00048

    (여기서, TT는 상기 제1 렌즈의 물체 측을 향한 면로부터 상기 이미지 센서의 결상면까지의 광축 상의 거리, YIH는 최대 상고)
  19. 제10 항에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 렌즈들을 순차적으로 통과한 이미지를 검출하고,
    상기 이미지 신호 프로세서는 상기 이미지를 저장 또는 출력하는 촬상 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 이미지를 저장하는 메모리를 더 포함하는 촬상 장치.
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