WO2015190783A1 - 광각 렌즈 - Google Patents

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WO2015190783A1
WO2015190783A1 PCT/KR2015/005734 KR2015005734W WO2015190783A1 WO 2015190783 A1 WO2015190783 A1 WO 2015190783A1 KR 2015005734 W KR2015005734 W KR 2015005734W WO 2015190783 A1 WO2015190783 A1 WO 2015190783A1
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WO
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lens
equation
wide
refractive index
angle
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/005734
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English (en)
French (fr)
Inventor
정재철
이회순
정종상
신승종
박형규
Original Assignee
주식회사 소모비전
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from KR1020150068098A external-priority patent/KR101721675B1/ko
Application filed by 주식회사 소모비전 filed Critical 주식회사 소모비전
Priority to US15/317,890 priority Critical patent/US20170146778A1/en
Publication of WO2015190783A1 publication Critical patent/WO2015190783A1/ko

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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
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • 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 -
    • G02B9/62—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only

Definitions

  • the present invention relates to a wide-angle lens, and more particularly to a wide-angle lens that can be applied to a camera having an angle of view of more than 180 degrees.
  • a wide-angle lens having a wide angle of view as much as possible in order to leave an image of a sports scene, in particular a motion of a player who is dynamically operating.
  • the wide-angle lens has a larger number of lenses (for example, 8 or more) than a general lens module to realize a wide angle of view, a wide angle of view (for example, 180 degrees or more) can be realized.
  • An object of the present invention is to provide a wide-angle lens that can be applied to a camera having an angle of view of 180 degrees or more.
  • an object of the present invention is to provide a wide-angle lens that can ensure reliability even in outdoor activities.
  • the wide-angle lens according to the present invention is the wide-angle lens according to the present invention.
  • a second lens disposed behind the first lens and having a concave negative refractive index as a meniscus lens in which a surface toward the first lens is convex toward the first lens;
  • a third lens disposed behind the second lens and having a negative refractive index as a concave lens having a surface facing the image;
  • a fourth lens disposed behind the third lens and having a positive refractive index and convex on both sides;
  • a sixth lens disposed at the rear of the fifth lens, and is biconvex and has a positive refractive index.
  • the present invention having the above-described configuration, it can have an angle of view of 180 degrees or more, it can include a smaller number of lens configuration, there is an advantage that can be secured in outdoor activities.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph illustrating distortion degrees of the wide-angle lens illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a graph illustrating an MTF of the wide-angle lens illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a graph illustrating an MTF of the wide-angle lens illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a graph illustrating a Modulation Transfer Function (MTF) of the wide-angle lens illustrated in FIG. 9.
  • MTF Modulation Transfer Function
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph illustrating spherical and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 12.
  • FIG. 14 is a graph illustrating a Modulation Transfer Function (MTF) of the wide-angle lens illustrated in FIG. 12.
  • MTF Modulation Transfer Function
  • 15 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a graph illustrating spherical and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is a graph illustrating a Modulation Transfer Function (MTF) of the wide-angle lens illustrated in FIG. 15.
  • MTF Modulation Transfer Function
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the first embodiment of the present invention.
  • the wide-angle lens 200 may include a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a third lens. And a fifth lens L5 and a sixth lens L6.
  • the wide-angle lens 200 according to the present invention may further include a filter.
  • the filter F may be disposed in a cylindrical barrel (not shown) having a predetermined diameter and length.
  • a fixing ring for fixing the lens and the filter may be disposed inside the barrel.
  • the wide-angle lens 100 according to the present invention may have a detection distance of more than 180 deg.
  • the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, the fifth lens L5, the sixth lens L6, and the filter (F) is arranged in sequence.
  • the first lens L1 has a convex surface R1 facing the object, and the surface R2 facing the image is a concave meniscus type concave lens, and both surfaces thereof may be spherical.
  • the first lens L1 has a negative refractive index.
  • the diameter of the first lens L1 may be larger than the diameter of the second lens L2 described later.
  • the edge of the rear surface R2 of the first lens L1, that is, the surface facing the image, is preferably processed into a plane.
  • the concave portion of the surface R2 facing the image of the first lens L1 is preferably larger than the diameter of the second lens L2.
  • the second lens L2 has a concave meniscus type in which both surfaces, that is, the surface R3_ facing the first lens L1 and the light incident thereon are convex, and the surface R4 facing the image and the light transmitted are concave.
  • the second lens L2 has a negative refractive index.
  • the focal length of the first lens L1 and the second lens L2 preferably satisfies Equation 1 below.
  • the third lens L3 faces the second lens L2 and the surface R5 through which light is incident is concave, and the surface R6 facing the image and through which the light is transmitted is a concave biconcave lens.
  • the third lens L3 has a negative refractive index.
  • the diameter of the third lens L3 is preferably smaller than the diameter of the second lens L2.
  • An edge of the rear surface R6 of the third lens L3, that is, the surface facing the image, may be processed into a plane.
  • One surface of the light incident surface and the transmissive surface of the third lens L3 may be formed as an aspherical surface.
  • the third lens L3 preferably satisfies the following Equation 2 with respect to the thermal expansion coefficient.
  • the fourth lens L4 has a positive refractive index.
  • the fourth lens L4 includes a first unit lens LU1B having a positive refractive index and a second unit lens LU2B having a negative refractive index.
  • the absolute value of the refractive index of the first unit lens LU1B may be greater than the absolute value of the refractive index of the second unit lens LU2B.
  • the first unit lens LU1B may be a biconvex lens.
  • the second unit lens LU2B may be a concave lens of a meniscus type in which the surface facing the object is concave and the surface facing the image is convex.
  • the fifth lens L5 has a positive refractive index.
  • the fifth lens L5 includes a first unit lens LU1A having a positive refractive index and a second unit lens LU2A having a negative refractive index.
  • the diameter of the fifth lens L5 may be smaller than the diameter of the fourth lens L4.
  • the first unit lens LU1A is a biconvex lens in which both surfaces R9 and R10 are convex and have a positive refractive index.
  • the second unit lens LU2A is a concave lens with concave surfaces R11 and R12, and has a negative refractive index.
  • the absolute value of the refractive index of the first unit lens LU1A may have a value larger than the absolute value of the refractive index of the second unit lens LU2A.
  • the fifth lens L5 satisfies Equation 3 and Equation 4 below.
  • the sixth lens L6 is a biconvex lens having both surfaces convex, and has a positive refractive index.
  • the center of the light incident surface of the sixth lens L6 may be convex, and the outer circumference may have a concave cross section.
  • the sixth lens L6 satisfies the following [Equation 5].
  • the third lens L3 and the sixth lens L6 satisfy the following Equation 6, respectively.
  • n3 refractive index of the third lens
  • n6 refractive index of the sixth lens
  • Table 1 shows the basic data of the components of the wide-angle lens.
  • Table 2 shows aspherical coefficient values of the lenses included in the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a graph showing a distortion degree of the wide-angle lens shown in FIG. 1, respectively.
  • 4 is a graph showing the MTF of the wide-angle lens shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the second embodiment of the present invention.
  • the wide-angle lens 300 may include a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a third lens. And a fifth lens L5 and a sixth lens L6.
  • the wide-angle lens 300 according to the present invention may further include first and second filters F1 and F2.
  • each optical surface of the wide-angle lens shown in FIG. 5 has the numerical value shown in the following [Table 3] and [Table 4].
  • Table 3 shows the basic data of the components of the wide-angle lens.
  • Table 4 shows aspherical coefficient values of the lenses included in the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 5
  • FIG. 7 is a graph showing spherical and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 5.
  • 8 is a graph showing the MTF of the wide-angle lens shown in FIG.
  • the aspherical surface in Examples 1 and 2 may be converted by Equation 7 below.
  • the Abbe's number of the lens can be converted by Equation (8).
  • nF refractive index at wavelength 486 nm
  • nC refractive index at wavelength 656nm
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the third embodiment of the present invention.
  • the wide-angle lens 100 may include a first lens L1A, a second lens L2A, a third lens L3A, a fourth lens L4A, and a fourth lens. And a fifth lens L5A and a sixth lens L6A.
  • the wide-angle lens 200 according to the present invention may further include a filter (F).
  • the filter F may be disposed in a cylindrical barrel (not shown) having a predetermined diameter and length.
  • a fixing ring for fixing the lens and the filter may be disposed inside the barrel.
  • the wide-angle lens 100 according to the present invention may have a detection distance of 180 degrees or more.
  • the first lens L1A has a convex meniscus-type concave lens in which a first surface R1 facing the object is formed convex toward the object, and a second surface R2 facing the image is a concave meniscus type concave lens. Can be.
  • the first lens L1A has a negative refractive index.
  • the diameter of the first lens L1A may be larger than the diameter of the second lens L2A, which will be described later.
  • the rear surface R2 of the first lens L1A that is, the edge of the surface facing the image is preferably processed into a plane.
  • the concave portion of the surface R2 facing the image of the first lens L1A is preferably larger than the diameter of the second lens L2A.
  • the refractive index of the first lens L1A satisfies Equation 9 below.
  • the reference wavelength of refractive index measurement is 587 nm.
  • n1 refractive index at a wavelength of 587 nm of the first lens
  • the Abbe number of the first lens L1A preferably satisfies Equation 10 below.
  • the first lens L1A may include high refractive optical glass or extra dispersion glass.
  • the second lens L2A is disposed behind the first lens L1A.
  • the third surface of the second lens L2A facing the first lens L1A is convex with respect to the first lens L1A, and the fourth surface R4 facing the image is concave.
  • the second lens L2A is preferably a meniscus lens.
  • the second lens L2A has a negative refractive index.
  • the focal length of the first lens L1A and the second lens L2A satisfies Equation 11 below.
  • the third lens L3A is disposed behind the second lens L2A.
  • the third lens L3A is a concave lens in which the sixth surface R6 facing the image is concave.
  • the fifth surface R5 facing the object of the third lens L3A may also be concave.
  • the third lens L3A has a negative refractive index.
  • the diameter of the third lens L3A is preferably smaller than the diameter of the second lens L2A.
  • An edge of the rear surface R6 of the third lens L3A may be processed into a plane.
  • One surface of the fifth surface R5 and the sixth surface R6 of the third lens L3A may be aspherical.
  • the fifth surface R5 and the sixth surface R6 each consist of aspherical surfaces, and each aspherical surface coefficient is described in Table 6 below.
  • the fourth lens L4A is disposed behind the third lens L3A.
  • the fourth lens L4A is a biconvex lens in which the seventh surface R7 facing the object and the eighth surface R8 facing the image are convex, respectively.
  • the fourth lens L4A has a positive refractive index.
  • the fifth lens L5A is disposed behind the fourth lens L4A.
  • the fifth lens L5A has a positive refractive index and has a negative refractive index with the third unit lens Lu1C disposed toward the object, and the fourth unit lens Lu2C disposed toward the image. It includes.
  • the fifth lens L5A may be configured by bonding the third unit lens Lu1C and the fourth unit lens Lu2C.
  • the third unit lens Lu1C may be a biconvex lens
  • the fourth unit lens Lu2C may be a biconcave lens
  • the Abbe number of the third unit lens Lu1C and the fourth unit lens Lu2C satisfies Equation 12 below.
  • the sixth lens L6A is disposed behind the fifth lens L5A.
  • the sixth lens L6A has a positive refractive index.
  • the sixth lens L6A is a biconvex lens having both surfaces convex, and may include one or more aspherical surfaces.
  • the fourth lens L4A and the sixth lens satisfy the following Equation 13 and Equation 14 below.
  • the thermal expansion coefficients of the third lens L3A and the sixth lens L6A satisfy the following [Equation 15].
  • the filter F allows light of a predetermined wavelength to be passed by the user.
  • the filter F may be used in various ways depending on the needs of the user.
  • each optical surface of the wide-angle lens shown in FIG. 9 has a numerical value described in the following [Table 5] and [Table 6].
  • Table 5 shows the basic data of the components of the wide-angle lens.
  • Table 6 shows aspherical coefficient values of the lenses included in the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens shown in FIG. 9, and FIG. 11 is a graph showing a modulation transfer function (MTF) of the wide-angle lens shown in FIG. 9.
  • MTF modulation transfer function
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the wide-angle lens 200 may include a first lens L1B, a second lens L2B, a third lens L3B, a fourth lens L4B, and a fourth lens. And fifth lens L5B and sixth lens L6B.
  • the wide-angle lens 300 according to the present invention may further include a filter (F).
  • the second lens L2B may include one or more aspherical surfaces.
  • each optical surface of the wide-angle lens shown in FIG. 12 has the numerical value shown in the following [Table 7] and [Table 8].
  • Table 7 shows the basic data of the components of the wide-angle lens.
  • Table 8 shows aspherical coefficient values of the lens included in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens illustrated in FIG. 12, and
  • FIG. 14 is a graph illustrating a modulation transfer function (MTF) of the wide-angle lens illustrated in FIG. 12.
  • MTF modulation transfer function
  • 15 is a cross-sectional view showing the configuration of a wide-angle lens according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the wide-angle lens 300 may include a first lens L1C, a second lens L2C, a third lens L3C, a fourth lens L4C, and a fourth lens. 5 lenses L5C and 6th lens L6C.
  • the wide-angle lens 300 according to the present invention may further include first and second filters F1 and F2.
  • each optical surface of the wide-angle lens shown in FIG. 17 has a numerical value shown in the following [Table 5] and [Table 6].
  • Table 9 shows the basic data of the components of the wide-angle lens.
  • Table 10 shows aspherical surface coefficient values of the lenses included in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a graph illustrating spherical aberration and astigmatism of the wide-angle lens illustrated in FIG. 15, and FIG. 17 is a graph illustrating a modulation transfer function (MTF) of the wide-angle lens illustrated in FIG. 15.
  • MTF modulation transfer function
  • the aspherical surface in Examples 3 to 5 may be converted by Equation 16 below.
  • the present invention having the embodiments as described above, it can have an angle of view of more than 180 degrees, can include a smaller number of lens configuration, and can ensure reliability even in outdoor activities.

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Abstract

본 발명은, 물체로 향하는 면이 상기 물체를 향하여 볼록하고, 이미지를 향하는 면이 오목한 메니스커스 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈를 향하는 면이 상기 제1 렌즈를 향하여 볼록한 메니스커스 렌즈로서 이미지를 향하는 면은 오목한 음(-)의 굴절률을 갖는 제2 렌즈; 이미지를 향하는 면이 오목한 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제3 렌즈; 양(+)의 굴절률을 갖고 양면이 볼록한 형상의 제4 렌즈; 상기 제4 렌즈의 후방에 배치되되, 양(+)의 굴절률을 갖는 제3 단위 렌즈와 음(-)의 굴절률을 갖는 제4 단위 렌즈가 접합되어 구성되는 제5 렌즈; 및, 양볼록이며 양(+)의 굴절률을 갖는 제6 렌즈를 포함한다.

Description

광각 렌즈
본 발명은 광각 렌즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 180도 이상의 화각을 갖는 카메라에 적용될 수 있는 광각 렌즈에 관한 것이다.
스포츠 장면, 특히, 역동적으로 동작하는 선수의 동작을 영상으로 남기기 위해서는 가능한 넓은 화각을 갖는 광각 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 광각 렌즈는 넓은 화각의 구현을 위해서는 일반 렌즈 모듈보다 많은매수(예를 들어 8매 이상)의 렌즈로 이루어지므로, 넓은 화각(예를 들어 180도 이상)을 구현할 수 있었다.
그러나 이러한 광각 렌즈 모듈은 상대적으로 많은 렌즈 수로 인해 왜곡 현상이 일어나기 쉬울 뿐만 아니라 촬영된 영상의 모서리가 잘리는 비네팅(vignetting)현상이 발생하기 쉽다.
또한, 스포츠 영상을 얻는 장소는 야외인 경우가 대부분이고, 적절한 영상포착을 위해서는 촬영자의 움직임도 많아지므로, 렌즈의 신뢰성을 확보할 필요성이 있다.
본 발명에 대한 선행기술로는 공개특허 2013-0056574호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 180도 이상의 화각을 갖는 카메라에 적용할 수 있는 광각 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보다 적은 렌즈 구성 매수를 포함하는 광각 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 야외 활동에서도 신뢰성을 확보할 수 있는 광각 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광각 렌즈는,
물체로 향하는 면이 상기 물체를 향하여 볼록하고, 이미지를 향하는 면이 오목한 메니스커스 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제1 렌즈;
상기 제1 렌즈의 후방에 배치되고, 상기 제1 렌즈를 향하는 면이 상기 제1 렌즈를 향하여 볼록한 메니스커스 렌즈로서 이미지를 향하는 면은 오목한 음(-)의 굴절률을 갖는 제2 렌즈;
상기 제2 렌즈의 후방에 배치되고, 이미지를 향하는 면이 오목한 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제3 렌즈;
상기 제3 렌즈의 후방에 배치되고, 양(+)의 굴절률을 갖고 양면이 볼록한 형상의 제4 렌즈;
상기 제4 렌즈의 후방에 배치되되, 상기 물체를 향하여 배치되고 양(+)의 굴절률을 갖는 제3 단위 렌즈와 음(-)의 굴절률을 갖는 제4 단위 렌즈가 접합되어 구성되는 제5 렌즈; 및,
상기 제5 렌즈의 후방에 배치되고, 양볼록이며 양(+)의 굴절률을 갖는 제6 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 180도 이상의 화각을 가질 수 있고, 보다 적은 렌즈구성 매수를 포함할 수 있으며, 야외 활동에서도 신뢰성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 광각 렌즈의 왜곡도를 각각 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 광각 렌즈의 MTF를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 MTF를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 9에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 14는 도 12에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다.
도 17은 도 15에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈(200)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광각 렌즈(200)는 필터를 더 포함할 수 있다.
우선, 본 발명의 구성 요소들인 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5), 제6 렌즈(L6), 필터(F)는 소정의 직경과 길이를 갖는 원통 형상의 경통(미도시) 내에 배치될 수 있다.
그리고, 경통의 내부에는 렌즈와 필터가 고정되도록 하는 고정링 등이 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광각 렌즈(100)는 탐지거리가 화각은 180deg 이상으로 설정될 수 있다.
경통의 내부 일단에서 타단으로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5), 제6 렌즈(L6), 필터(F)가 차례대로 배치된다.
제1 렌즈(L1)는 물체를 향하는 면(R1)이 볼록하고, 이미지를 향하는 면(R2)은 오목한 메니스커스(meniscus) 타입 오목 렌즈로서, 양면이 구면일 수 있다. 제1렌즈(L1)는 음(-)의 굴절률을 갖는다.
또한, 제1 렌즈(L1)의 직경은 후술하는 제2 렌즈(L2)의 직경보다 클 수 있다. 제1 렌즈(L1)의 후면(R2) 즉, 이미지를 향하는 면의 가장 자리는 평면으로 가공되는 것이 바람직하다. 제1 렌즈(L1)의 이미지를 향하는 면(R2)의 오목한 부위는 제2 렌즈(L2)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
제2 렌즈(L2)는 양면 즉, 제1 렌즈(L1)를 향하고 광이 입광하는 면(R3_은 볼록하고, 이미지를 향하고 광이 투과되는 면(R4)은 오목한 메니스커스(meniscus) 타입인 오목 렌즈이다. 제2 렌즈(L2)는 음(-)의 굴절률을 갖는다.
제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)의 촛점거리는 다음의 [수학식 1]를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
1.5 < |f1/f2| < 4.0
f1 : 제1 렌즈의 초점거리
f2 : 제2 렌즈의 초점거리
제3 렌즈(L3)는 제2 렌즈(L2)를 향하고 광이 입광하는 면(R5)은 오목하고, 이미지를 향하고 광이 투과하는 면(R6)은 오목한 양오목 렌즈이다. 제3 렌즈(L3)는 음(-)의 굴절률을 갖는다. 제3 렌즈(L3)의 직경은 제2 렌즈(L2)의 직경보다 작은 것이 바람직하다. 제3 렌즈(L3)의 후면(R6) 즉, 이미지를 향하는 면의 가장 자리는 평면으로 가공될 수 있다. 제3 렌즈(L3)의 입광면과 투과면 중 어느 하나의 면은 비구면으로 형성될 수 있다.
제3 렌즈(L3)는 열 팽창 계수에 대하여 다음의 [수학식 2]를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 2]
|A3| > 1.6 X 10-5
A3: 제3 렌즈의 열팽창 계수
제4 렌즈(L4)는 양(+)의 굴절률을 갖는다. 제4 렌즈(L4)는 양(+)의 굴절률을 갖는 제1 단위 렌즈(LU1B)와 음(-)의 굴절률을 갖는 제2 단위 렌즈(LU2B)를 포함한다. 제1 단위 렌즈(LU1B)의 굴절률의 절대값은 제2 단위 렌즈(LU2B)의 굴절률의 절대값보다 클 수 있다.
이때, 제1 단위 렌즈(LU1B)는 양볼록 렌즈일 수 있다. 또한, 제2 단위 렌즈(LU2B)는 물체를 향하는 면은 오목하고, 이미지를 향하는 면은 볼록한 메니스커스 타입의 오목 렌즈일 수 있다.
제5 렌즈(L5)는 양(+)의 굴절률을 갖는다. 제5 렌즈(L5)는 양(+)의 굴절률을 갖는 제1 단위 렌즈(LU1A)와 음(-)의 굴절률을 갖는 제2 단위 렌즈(LU2A)를 포함한다. 제5 렌즈(L5)의 직경은 제4 렌즈(L4)의 직경보다 작을 수 있다.
제1 단위 렌즈(LU1A)는 양면(R9, R10)이 볼록한 양볼록 렌즈로서, 양(+)의 굴절률을 갖는다. 제2 단위 렌즈(LU2A)는 양면(R11, R12)이 오목한 양오목 렌즈로서, 음(-)의 굴절률을 갖는다.
제1 단위 렌즈(LU1A)의 굴절률의 절대값은 제2 단위 렌즈(LU2A)의 굴절률의 절대값보다 큰 값을 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 제5 렌즈(L5)는 다음의 [수학식 3]과 [수학식 4]를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 3]
20 < v53 - v54 < 40
v53 : 제5렌즈 중 제3단위렌즈의 아베수
v54 : 제5렌즈 중 제4단위 렌즈의 아베수
[수학식 4]
20 < v51-v52 < 40
v51 : 제5렌즈 중 제1 단위 렌즈의 아베수
v52 : 제5렌즈 중 제2 단위 렌즈의 아베수
제6 렌즈(L6)는 양면이 볼록한 양볼록 렌즈로서, 양(+)의 굴절률을 갖는다.
여기서, 제6 렌즈(L6)의 입광면의 중앙은 볼록하고, 외주는 오목한 단면으로 형성될 수 있다.
또한, 제6 렌즈(L6)는 다음의 [수학식 5]를 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 5]
|A6| > 1.6 X 10-5
A6: 제6 렌즈의 열팽창 계수
한편, 상기한, 제3 렌즈(L3)과 제6 렌즈(L6)는 각각 다음의 [수학식 6]을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 6]
|n3 - n6| < 0.2
n3 : 제3 렌즈의 굴절율
n6 : 제6 렌즈의 굴절율
도 1에 도시된 광각 렌즈의 각 광학면은 다음의 [표 1] 및 [표 2]에 기재된
수치를 갖는 것이 바람직하다.
[표 1]은 광각 렌즈의 구성 요소들의 기본 데이터를 나타낸다.
기본 렌즈 데이터
면번호 곡률반경 면간격 굴절률 분산률
물체 무한 무한
R1 20.66371 1.500000 1.734 51.05
R2 8.50754 3.975497
R3 8.84309 0.700000 1.697 55.46
R4 3.67428 2.471184
R5 5.56486 0.493941 1.545 56.00
R6 1.19930 2.674362
R7 8.44654 1.082182 1.717 29.50
R8 -4.20971 2.060292 1.487 70.44
R9 -3.43828 0.100000
조리개 무한 0.845268
R10 3.49431 1.117202 1.757 47.71
R11 -2.50000 0.450000 1.9228 20.88
R12 3.70494 0.297017
R13 3.79428 1.934281 1.545 56.00
R14 -2.33794 0.243757
R15 무한 0.300000 1.5168 64.16
R16 무한 1.259205
Image 무한 0.000000
여기서, f1 : -20.75
f2 : -9.53
v61 : 47.71
v62 : 20.88
n1 : 1.734
v1 : 51.05
[표 2]는 본 발명에 포함되는 렌즈의 비구면 계수값을 나타낸다.
비구면계수 K A B C D E
R5 -0.0000000 -0.462896E-02 -0.894495E-04 0.562772E-05 -0.914904E-09
R6 -0.818121 0.181067E-01 -0.522518E-04 0.498218E-03 -0.309642E-04
R14 -2.233116 -0.184892E-01 0.488295E-02 -0.126801E-02 0.00000E+00
R15 -2.558085 -0.159207E-01 0.572555E-02 -0.275191E-02 0.687028E-03 -0.830046E-04
상기와 같이 구성된 본 발명의 성능은 도 2 내지 도 4에 기재된 바와 같다.
도 2는 도 1에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이고, 도 3은 도 1에 도시된 광각 렌즈의 왜곡도를 각각 나타내는 그래프이다. 또한, 도 4는 도 1에 도시된 광각 렌즈의 MTF를 나타내는 그래프이다.
제2 실시예
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 렌즈(300)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광각 렌즈(300)는 제1 및 제2 필터(F1,F2)를 더 포함할 수 있다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 광각 렌즈의 각 광학면은 다음의 [표 3] 및 [표 4]에 기재된 수치를 갖는 것이 바람직하다.
[표 3]은 광각 렌즈의 구성 요소들의 기본 데이터를 나타낸다.
기본 렌즈 데이터
면번호 곡률반경 면간격 굴절률 분산률
물체 무한 무한
R1 24.06354 2.527294 1.734 51.49
R2 9.31114 4.320686
R3 9.66177 1.000000 1.697 48.51
R4 3.69055 2.863542
R5 14.54159 0.501735 1.545 56.00
R6 1.26298 2.219148
R7 4.52520 1.501599 1.717 29.51
R8 -5.50055 1.999277 1.497 81.59
R9 -4.88059 0.106267
조리개 무한 0.845268
R10 3.48844 1.061019 1.756 45.59
R11 -2.40205 0.400000 1.923 20.88
R12 3.85047 0.247588
R13 3.45174 1.576161 1.545 56.00
R14 -2.33513 0.243757
R15 무한 0.300000 1.5168 64.16
R16 무한 0.500000
R17 무한 0.500000 1.5168 64.16
R18 무한 0.666901
Image 무한 0.000000
여기서, f1 : -22.27
f2 : -9.18
v61 : 51.49
v62 : 48.51
n1 : 1.734
v1 : 51.49
[표 4]는 본 발명에 포함되는 렌즈의 비구면 계수값을 나타낸다.
비구면계수 K A B C D E
R5 -0.0000000 -0.271574E-02 -0.442915E-04 0.857830E-05 -0.290445E-06
R6 -0.792041 0.525946E-01 -0.298923E-02 0.524824E-03 -0.903958E-04
R13 -3.717290 -0.141238E-01 0.598222E-02 -0.110302E-02 0.00000E+00
R14 -4.478213 -0.288038E-01 0.837859E-02 -0.204318E-02 0.538155E-03 -0.830046E-04
상기와 같이 구성된 본 발명의 성능은 도 6 내지 도 8에 기재된 바와 같다.
도 6은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 8은 도 5에 도시된 광각 렌즈의 MTF를 나타내는 그래프이다.
상기한 실시예 1,2 에서 비구면은 다음의 [수학식 7]에 의해 환산될 수 있
다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2015005734-appb-I000001
여기에서, c = 1 / radius이다.
또한, 렌즈의 아베수는 [수학식 8]에 의해 환산될 수 있다.
[수학식 8]
v# = (nd-1)/(nF-nC)
# : 렌즈의 일련번호
nd : 파장 587nm에서의 굴절율
nF : 파장 486nm에서의 굴절율
nC : 파장 656nm에서의 굴절율
제3 실시예
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 렌즈(100)는 제1 렌즈(L1A), 제2 렌즈(L2A), 제3 렌즈(L3A), 제4 렌즈(L4A), 제5 렌즈(L5A) 및 제6 렌즈(L6A)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광각 렌즈(200)는 필터(F)를 더 포함할 수 있다.
우선, 본 발명의 구성 요소들인 제1 렌즈(L1A), 제2 렌즈(L2A), 제3 렌즈(L3A), 제4 렌즈(L4A), 제5 렌즈(L5A), 제6 렌즈(L6A), 필터(F)는 소정의 직경과 길이를 갖는 원통 형상의 경통(미도시) 내에 배치될 수 있다.
그리고, 경통의 내부에는 렌즈와 필터가 고정되도록 하는 고정링 등이 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광각 렌즈(100)는 탐지거리가 화각은 180도 이상으로 설정될 수 있다.
경통의 내부 일단에서 타단으로 제1 렌즈(L1A), 제2 렌즈(L2A), 제3 렌즈(L3A), 제4 렌즈(L4A), 제5 렌즈(L5A), 제6 렌즈(L6A), 필터(F)가 차례대로 배치된다.
제1 렌즈(L1A)는 물체를 향하는 제1 면(R1)이 물체를 향하여 볼록하게 형성되고, 이미지를 향하는 제2 면(R2)은 오목한 메니스커스(meniscus) 타입 오목 렌즈로서, 양면이 구면일 수 있다. 제1 렌즈(L1A)는 음(-)의 굴절률을 갖는다.
제1 렌즈(L1A)의 직경은 후술하는 제2 렌즈(L2A)의 직경보다 클 수 있다. 제1 렌즈(L1A)의 후면(R2) 즉, 이미지를 향하는 면의 가장 자리는 평면으로 가공되는 것이 바람직하다. 제1 렌즈(L1A)의 이미지를 향하는 면(R2)의 오목한 부위는 제2 렌즈(L2A)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
제1 렌즈(L1A)의 굴절률은 다음의 [수학식 9]를 만족하는 것이 바람직하다. 이때, 굴절률 측정의 기준 파장은 587nm인 것이 바람직하다.
[수학식 9]
1.55 < n1 < 1.85
n1 : 제1 렌즈의 파장 587nm에서의 굴절률
제1 렌즈(L1A)의 아베수(abbe number)는 다음의 [수학식 10]을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 10]
40 < v1 < 80
v1 : 제1 렌즈의 아베수(abbe number)
제1 렌즈(L1A)는 고굴절의 광학 유리 또는 저분산 유리(Extra dispersion glass)를 포함할 수 있다.
제2 렌즈(L2A)는 제1 렌즈(L1A)의 후방에 배치된다. 제2 렌즈(L2A)에서, 제1 렌즈(L1A)를 향하는 제2 렌즈(L2A)의 제3 면은 제1 렌즈(L1A)에 대하여 볼록하고, 이미지를 향하는 제4 면(R4)은 오목한 것이 바람직하다. 제2 렌즈(L2A)는 메니스커스 렌즈(meniscus lens)인 것이 바람직하다. 또한, 제2 렌즈(L2A)는 음(-)의 굴절률을 갖는다.
제1 렌즈(L1A)와 제2 렌즈(L2A)의 촛점거리는 다음의 [수학식 11]을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 11]
1.5 < |f1/f2| < 4.0
f1 : 제1 렌즈의 초점거리
f2 : 제2 렌즈의 초점거리
제3 렌즈(L3A)는 제2 렌즈(L2A)의 후방에 배치된다. 제3 렌즈(L3A)는 이미지를 향하는 제6 면(R6)이 오목한 오목 렌즈이다. 제3 렌즈(L3A)의 물체를 향하는 제5면(R5)도 오목할 수 있다.
제3 렌즈(L3A)는 음(-)의 굴절률을 갖는다. 제3 렌즈(L3A)의 직경은 제2 렌즈(L2A)의 직경보다 작은 것이 바람직하다.
제3 렌즈(L3A)의 후면(R6) 즉, 이미지를 향하는 면의 가장 자리는 평면으로 가공될 수 있다.
제3 렌즈(L3A)의 제5 면(R5)과 제6 면(R6) 중 어느 하나의 면은 비구면일 수 있다. 본 실시예에서는 제5 면(R5)과 제6 면(R6)이 각각 비구면으로 이루어지고, 각각의 비구면 계수는 후술하는 [표 6]에 기재되어 있다.
제4 렌즈(L4A)는 제3 렌즈(L3A)의 후방에 배치된다.
제4 렌즈(L4A)는 물체를 향하는 제7 면(R7)과 이미지를 향하는 제8 면(R8)이 각각 볼록한 양볼록 렌즈이다. 제4 렌즈(L4A)는 양(+)의 굴절률을 갖는다.
제5 렌즈(L5A)는 제4 렌즈(L4A)의 후방에 배치된다.
제5 렌즈(L5A)는 양(+)의 굴절률을 갖고, 물체를 향하여 배치되는 제3 단위 렌즈(Lu1C)와 음(-)의 굴절률을 갖고, 이미지를 향하여 배치되는 제4 단위 렌즈(Lu2C)를 포함한다. 제5 렌즈(L5A)는 제3 단위 렌즈(Lu1C)와 제4 단위 렌즈(Lu2C)가 접합되어 구성될 수 있다.
여기서, 제3 단위 렌즈(Lu1C)는 양볼록 렌즈이고, 제4 단위 렌즈(Lu2C)는 양오목 렌즈일 수 있다.
제3 단위 렌즈(Lu1C)와 제4 단위 렌즈(Lu2C)의 아베수(abbe number)는 다음의 [수학식 12]를 만족한다.
[수학식 12]
20 < v53 - v54 < 40
v53 : 제5렌즈 중 제3 단위 렌즈의 아베수
v54 : 제5렌즈 중 제4 단위 렌즈의 아베수
제6 렌즈(L6A)는 제5 렌즈(L5A)의 후방에 배치된다. 제6 렌즈(L6A)는 양(+)의 굴절률을 갖는다. 제6 렌즈(L6A)는 양면이 볼록한 양볼록 렌즈로서, 하나 이상의 비구면을 포함할 수 있다.
여기서, 제4 렌즈(L4A)와 제6 렌즈는 다음의 [수학식 13]과 [수학식 14]를 만족한다.
[수학식 13]
1.0 < f4/f6 < 2.0
f4 : 제4 렌즈의 초점거리
f6 : 제6 렌즈의 초점거리
[수학식 14]
2.0 < f6/f < 5
f : 광각 렌즈 전체의 초점거리
한편, 제3 렌즈(L3A)와 제6 렌즈(L6A)의 열팽창 계수는 다음의 [수학식 15]을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 15]
|A3| > 1.6 X 10-5
|A6| > 1.6 X 10-5
A3: 제3 렌즈의 열팽창 계수
A6: 제6 렌즈의 열팽창 계수
필터(F)는 사용자가 필요로 하는 소정 파장의 광이 통과되도록 한다. 필터(F)는 사용자의 필요에 따라 다양하게 사용될 수 있다.
도 9에 도시된 광각 렌즈의 각 광학면은 다음의 [표 5] 및 [표 6]에 기재된 수치를 갖는 것이 바람직하다.
[표 5]은 광각 렌즈의 구성 요소들의 기본 데이터를 나타낸다.
기본 렌즈 데이터
면번호 곡률반경 면간격 굴절률 분산률
물체 무한 무한
R1 25.73372 4.482244 1.768 72.58
R2 7.64738 10.331669
R3 9.17139 0.963514 1.744 44.89
R4 3.53103 3.211621
R5 -34.01506 0.450000 1.545 56.00
R6 1.62247 1.102364
R7 3.76470 3.358311 1.7173 29.50
R8 -8.69767 1.001079
조리개 무한 0.738467
R10 3.14843 0.897860 1.714 47.35
R11 -2.60000 0.546739 1.846 23.78
R12 4.10309 0.192124
R13 3.73975 1.123747 1.545 56.00
R14 -2.97138 0.243767
R15 무한 0.300000 1.5168 64.16
R16 무한 2.452206
Image 무한 0.000000
여기서, f1 : -15.85
f2 : -8.3
f4 : 4.11
f6 : 3.22
f : 0.8422
v51 : 47.35
v52 : 23.78
n1 : 1.768
v1 : 72.58
[표 6]는 본 발명에 포함되는 렌즈의 비구면 계수값을 나타낸다.
비구면계수 K A B C D E
R5 -0.0000000 -0.196175E-02 0.109171E-04 0.126567E-04 -0.132990E-05
R6 -0.645591 -0.409360E-02 -0.258670E-02 0.501243E-03 -0.821094E-04
R13 -2.459224 -0.115200E-01 0.480578E-02 -0.127293E-02 0.00000E+00
R14 -7.419680 -0.285093E-01 0.931166E-02 -0.185378E-02 0.355003E-03 -0.791790E
상기와 같이 구성된 본 발명의 성능은 도 10 및 도 11에 기재된 바와 같다.
도 10은 도 9에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이고, 도 11은 도 9에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
제4 실시예
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 렌즈(200)는 제1 렌즈(L1B), 제2 렌즈(L2B), 제3 렌즈(L3B), 제4 렌즈(L4B), 제5 렌즈(L5B) 및 제6 렌즈(L6B)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광각 렌즈(300)는 필터(F)를 더 포함할 수 있다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
제2 렌즈(L2B)는 하나 이상의 비구면을 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 광각 렌즈의 각 광학면은 다음의 [표 7] 및 [표 8]에 기재된 수치를 갖는 것이 바람직하다.
[표 7]은 광각 렌즈의 구성 요소들의 기본 데이터를 나타낸다.
기본 렌즈 데이터
면번호 곡률반경 면간격 굴절률 분산률
물체 무한 무한
R1 30.32022 2.501525 1.734 51.49
R2 10.20305 10.875336
R3 10.62433 1.943317 1.743 49.32
R4 3.25303 2.980309
R5 15.25015 0.508160 1.545 56.00
R6 1.26382 2.411009
R7 4.06349 3.799634 1.6889 31.081
R8 -5.21447 0.425487
조리개 무한 0.869499
R10 3.56544 1.346654 1.77 49.62
R11 -1.81714 0.451781 1.9228 20.88
R12 4.37057 0.102766
R13 3.85204 1.670670 1.545 56.00
R14 -2.03311 0.243757
R15 무한 0.800000
R16 무한 0.500000
R17 무한 0.261977
Image 무한 0.000000
여기서, f1 : -22.081
f2 : -7.096
f4 : 3.97
f6 : 2.71
f : 0.60
v51 : 49.62
v52 : 20.88
n1 : 1.734
v1 : 51.49
[표 8]은 본 발명의 제4 실시예에 포함되는 렌즈의 비구면 계수값을 나타낸다.
비구면계수 K A B C D E
R3 0.248921 -0.994402E-04 -0.449207E-05 0.315833E-09 -0.673111E-09
R4 -0.354193 0.239542E-02 0.189573E-04 0.183766E-05 -0.615241E-06
R5 0.000000 -0.262443E-02 -0.594702E-04 0.857830E-05 -0.337084E-06
R6 -0.792041 0.238931E-02 -0.343596E-02 0.524824E-03 -0.856513E-04
R7 -0.339112 -0.963856E-03 -0.534309E-04 -0.299832E-04 0.252300E-05
R8 -0.049773 0.302019E-04 -0.872968E-04 -0.113952E-04 0.406283E-05
R13 -3.717290 -0.141238E-01 0.598222E-02 -0.110303E-02 0.000000E-00
R14 -4.478213 -0.288038E-01 0.837859E-02 -0.204318E-02 0.538155E-03 -0.830046E-04
상기와 같이 구성된 본 발명의 성능은 도 13 및 도 14에 기재된 바와 같다.
도 13는 도 12에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이고, 도 14는 도 12에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
제5 실시예
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 렌즈의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 렌즈(300)는 제1 렌즈(L1C), 제2 렌즈(L2C), 제3 렌즈(L3C), 제4 렌즈(L4C), 제5 렌즈(L5C) 및 제6 렌즈(L6C)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광각 렌즈(300)는 제1 및 제2 필터(F1, F2)를 더 포함할 수 있다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 17에 도시된 광각 렌즈의 각 광학면은 다음의 [표 5] 및 [표 6]에 기재된 수치를 갖는 것이 바람직하다.
[표 9]는 광각 렌즈의 구성 요소들의 기본 데이터를 나타낸다.
기본 렌즈 데이터
면번호 곡률반경 면간격 굴절률 분산률
물체 무한 무한
R1 27.45358 8.380811 1.734 51.49
R2 9.75954 6.387078
R3 9.78551 2.315330 1.743 49.32
R4 3.46666 2.830287
R5 8.03945 0.450000 1.545 56.00
R6 1.16427 2.206356
R7 3.84626 3.820496 1.688 31.08
R8 -5.39038 0.367806
조리개 무한 0.658802
R10 4.00650 0.907411 1.77 49.62
R11 -2.41026 0.450000 1.923 20.88
R12 4.67892 0.100000
R13 3.37880 1.521374 1.545 56.00
R14 -2.21942 0.243757
R15 무한 0.300000 1.516 64.16
R16 무한 1.374421
Image 무한 0.000000
여기서, f1 : -25.76
f2 : -8.54
f4 : 3.91
f6 : 2.716
f : 0.82
v51 : 49.62
v52 : 20.88
n1 : 1.734
v1 : 51.49
[표 10]은 본 발명의 제4 실시예에 포함되는 렌즈의 비구면 계수값을 나타낸다.
비구면계수 K A B C D E
R3 0.305732 -0.172982E-04 -0.433021E-05 -0.957343E-08 0.513261E-09
R4 -0.303955 -0.183617E-02 0.225284E-05 0.499752E-05 -0.598571E-06
R5 0.000000 -0.270825E-02 -0.492362E-04 0.857830E-05 -0.257580E-06
R6 -0.792041 0.410823E-02 -0.331331E-02 0.524824E-03 -0.906878E-04
R7 -0.251389 -0.927037E-03 0.917318E-04 -0.283103E-04 -0.291450E-05
R8 -0.405158 0.453587E-03 -0.588980E-03 -0.792851E-03 -0.574043E-04
R13 -3.717290 -0.141238E-01 0.598222E-02 -0.110303E-02 0.000000E-00
R14 -4.478213 -0.288038E-01 0.837859E-02 -0.204318E-02 0.538155E-03 -0.830046E-04
상기와 같이 구성된 본 발명의 성능은 도 16 및 내지 도 17에 기재된 바와 같다.
도 16은 도 15에 도시된 광각 렌즈의 구면 수차, 비점 수차를 나타내는 그래프이고, 도 17는 도 15에 도시된 광각 렌즈의 변조 전달함수(Modulation Transfer Function; MTF)를 나타내는 그래프이다.
상기한 실시예 3 내지 5에서 비구면은 다음의 [수학식 16]에 의해 환산될 수 있다.
[수학식 16]
Figure PCTKR2015005734-appb-I000002
여기에서, c = 1 / radius이다.
전술한 바와 같은 실시예들을 가지는 본 발명에 따르면, 180도 이상의 화각을 가질 수 있고, 보다 적은 렌즈 구성 매수를 포함할 수 있으며, 야외 활동에서도 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 물체로 향하는 면이 상기 물체를 향하여 볼록하고, 이미지를 향하는 면이 오목한 메니스커스 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈의 후방에 배치되고, 상기 제1 렌즈를 향하는 면이 상기 제1 렌즈를 향하여 볼록한 메니스커스 렌즈로서 이미지를 향하는 면은 오목한 음(-)의 굴절률을 갖는 제2 렌즈;
    상기 제2 렌즈의 후방에 배치되고, 이미지를 향하는 면이 오목한 렌즈로서 음(-)의 굴절률을 갖는 제3 렌즈;
    상기 제3 렌즈의 후방에 배치되고, 양(+)의 굴절률을 갖고 양면이 볼록한 형상의 제4 렌즈;
    상기 제4 렌즈의 후방에 배치되되, 상기 물체를 향하여 배치되고 양(+)의 굴절률을 갖는 제3 단위 렌즈와 음(-)의 굴절률을 갖는 제4 단위 렌즈가 접합되어 구성되는 제5 렌즈; 및,
    상기 제5 렌즈의 후방에 배치되고, 양볼록이며 양(+)의 굴절률을 갖는 제6 렌즈를 포함하는 광각 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 양(+)의 굴절률을 갖는 제1 단위 렌즈와 메니스커스 형상의 제2 단위 렌즈가 접합되어 구성되는 광각 렌즈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 양면이 구면인 광각 렌즈.
  4. 제3항에 있어서
    상기 제5 렌즈의 제4 단위 렌즈는 이미지를 향하는 면이 오목한 광각렌즈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 하나 이상의 비구면을 포함하는 광각 렌즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 하나 이상의 비구면을 포함하는 광각 렌즈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈는 다음의 [수학식 1]을 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 1]
    1.5 < |f1/f2| < 4.0
    f1 : 제1 렌즈의 초점거리
    f2 : 제2 렌즈의 초점거리
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 다음의 [수학식 3]을 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 3]
    20 < v53 - v54 < 40
    v53 : 제5 렌즈 중 제3 단위 렌즈의 아베수
    v54 : 제5 렌즈 중 제4 단위 렌즈의 아베수
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 제6 렌즈의 열팽창 계수는 다음의 [수학식 2]와 [수학식 5]를 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 2]
    |A3| > 1.6 X 10-5
    [수학식 5]
    |A6| > 1.6 X 10-5
    A3 : 제3렌즈의 열팽창계수
    A6 : 제6렌즈의 열팽창계수
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 제6 렌즈의 굴절율은 다음의 [수학식 6]을 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 6]
    |n3 - n6| < 0.2
    n3 : 제 3렌즈의 굴절율
    n6 : 제 6렌즈의 굴절율
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 다음의 [수학식 9]와 [수학식 10]을 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 9]
    1.55 < n1 < 1.85
    n1 : 제1 렌즈의 파장 587nm에서의 굴절률
    [수학식 10]
    40 < v1 < 80
    v1 : 제1 렌즈의 아베수
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4 렌즈와 상기 제6 렌즈는 다음의 [수학식 13]을 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 13]
    1.0 < f4/f6 < 2.0
    f4 : 제4 렌즈의 초점거리
    f6 : 제6 렌즈의 초점거리
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 다음의 [수학식 14]를 만족하는 광각 렌즈.
    [수학식 14]
    2.0 < f6/f < 5.0
    f6 : 제6 렌즈의 초점거리
    f : 본 발명에 따른 광각 렌즈의 초점거리
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