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KR102268263B1 - 소형 렌즈 시스템 - Google Patents

소형 렌즈 시스템 Download PDF

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KR102268263B1
KR102268263B1 KR1020190134256A KR20190134256A KR102268263B1 KR 102268263 B1 KR102268263 B1 KR 102268263B1 KR 1020190134256 A KR1020190134256 A KR 1020190134256A KR 20190134256 A KR20190134256 A KR 20190134256A KR 102268263 B1 KR102268263 B1 KR 102268263B1
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KR
South Korea
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lens
refractive power
small
lens system
compact
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KR1020190134256A
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노기연
최순철
배성준
김수정
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주식회사 세코닉스
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Abstract

본 발명은 총 8매의 렌즈로 구성된 광각 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈를 가지며, 상기 제1렌즈는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제2렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제3렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제4렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제5렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제6렌즈는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제7렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제8렌즈는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고, 상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며, 상기 제1렌즈의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.을 기술적 요지로 한다. 본 발명은 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈 및 제7렌즈로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것으로, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 화각이 75도 보다 큰 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하는 것이다. 이에 본 발명은 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것으로, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 수평 화각이 75도보다 큰 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하게 된다.

Description

소형 렌즈 시스템{Small lens system}
본 발명은 총 8매의 렌즈로 구성된 광각 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 특히 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도의 화상을 제공할 수 있으며, 광각 화상을 얻을 수 있는 소형 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 광각에 대한 요구가 점차 커지고 있으며, 휴대하기에 간편하게 소형화를 요구하는 추세이다.
이러한 고화질, 고성능, 소형화의 기능을 구현하기 위해 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 8매 이상의 렌즈로 렌즈 시스템을 구성하고 있다.
특히 스마트폰에 장착되는 소형렌즈는 스마트폰의 두께의 제약 때문에 렌즈 시스템의 길이(total track length)가 짧을수록 유리하다.
도 1에 도시된 미국 특허 US 10,036,876호에 예시된 렌즈 시스템의 경우, 렌즈의 길이와 관련 있는 ImagH(상면 높이), TTL(렌즈 전면에서 상면까지 거리)의 관계인 TTL/ImagH = 1.69로 렌즈의 길이가 길어(즉, TTL/ImagH 값은 작을수록 렌즈의 길이가 상대적으로 짧음), 두께가 얇은 스마트폰에 적용하기에 한계가 있다.
그러나, TTL/ImagH 값을 작게하고자, TTL을 짧게 하면 렌즈 시스템의 공차가 민감해져, 설계 오류가 발생할 가능성이 높다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 고해상도의 화상을 제공하는 소형 광각 렌즈 시스템의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로, 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈를 가지며, 상기 제1렌즈는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제2렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제3렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제4렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제5렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제6렌즈는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제7렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제8렌즈는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고, 상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며, 상기 제1렌즈의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템을 기술적 요지로 한다.
또한 본 발명은 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈를 가지며, 상기 제1렌즈는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제2렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제3렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제4렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제5렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제6렌즈는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제7렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제8렌즈는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고, 상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며, 상기 제1렌즈의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하고, 필드의 상광선이 상기 제8렌즈의 상측 면을 지날 때 그 지점의 법선과 이루는 입사각도 AOI는 AOI < 12°를 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템을 또 다른 기술적 요지로 한다.
본 발명은 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것으로, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 수평 화각이 75도보다 큰 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하게 된다
특히 굴절능을 낮춤으로써 TTL이 짧아도 공차가 완화된 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 필드의 상광선이 제8렌즈 상측 면을 지날 때 그 지점의 법선과 이루는 입사각도 AOI가 12°이내로 형성되어 제8렌즈의 외각쪽 형상을 물체측으로 기울여, 소형 렌즈 시스템에 유리하도록 설계한 것이다.
또한, 상면의 높이에 대한 제1렌즈의 물체측 면에서 상면까지의 거리가 1.5보다 작아, 길이가 짧은 렌즈 시스템을 제공할 수 있어, 두께가 얇거나 소형의 카메라 모듈, 특히 스마트폰에 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1 - 종래의 소형 광각 렌즈 시스템에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 도.
도 3 - 본 발명의 제1실시예에 따른 수차도를 나타낸 도.
도 4 - 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 도.
도 5 - 본 발명의 제2실시예에 따른 수차도를 나타낸 도.
본 발명은 총 8개의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것이다.
또한, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 화각이 75도 이상을 만족하는 소형 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.
특히 굴절능을 낮춤으로써 TTL이 짧아도 공차가 완화된 소형 렌즈 시스템을 제공할 수 있으며, 필드의 상광선이 제8렌즈 상측 면을 지날 때 그 지점의 법선과 이루는 입사각도 AOI가 12°이내로 제8렌즈의 외각쪽 형상을 물체측으로 기울여, 소형 렌즈 시스템에 유리하도록 설계한 것이다.
또한, 상면의 높이에 대한 제1렌즈의 물체측 면에서 상면까지의 거리가 1.5보다 작아, 길이가 짧은 렌즈 시스템을 제공할 수 있어, 두께가 얇거나 소형의 카메라 모듈, 특히 스마트폰에 용이하게 적용할 수 있도록 한 것이다
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명에 따른 소형 광각 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수차도를 나타낸 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고해상도 망원렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수차도를 나타낸 도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 광축을 따라 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)로 배열된 소형 렌즈 시스템에 있어서, 상기 제1렌즈(L1)는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제2렌즈(L2)는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제3렌즈(L3)는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제4렌즈(L4)는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제5렌즈(L5)는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제6렌즈(L6)는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제7렌즈(L7)는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제8렌즈(L8)는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고, 상기 제1렌즈(L1)부터 상기 제8렌즈(L8)까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈(L7)와 상기 제8렌즈(L8)에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며, 상기 제1렌즈(L1)의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이는 렌즈 시스템을 이루는 각 렌즈가 양과 음의 굴절능이 고르게 분포하도록 하여, 고화소 소형 렌즈 시스템에 적합한 고성능의 구현이 가능하도록 한 것이다.
특히, 상기 제1렌즈(L1)는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태로, 상기 제1렌즈(L1)의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족한다.
즉, 상기 제1렌즈(L1)는 볼록면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈로 형성되어, 배럴 내 공간 확보에 유리하며, 유효경 최외각 두께보다 중심 두께가 적절하게 두꺼우며, 굴절능은 0에 가깝게 형성되어, 소형화를 구현하고, 곡률은 상대적으로 높으면서 굴절능은 매우 작아 TTL이 짧음에도 불구하고 공차를 완화시켜 성능 재현 가능성을 높이게 된다.
또한, 상기 제1렌즈(L1)는 하나 이상의 변곡점을 가지고, 상기 제2렌즈(L2)는 양의 굴절능을 가지면서, 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태로, 상기 제1렌즈(L1)와 매우 근접하도록 형성되어 소형 렌즈 시스템 구현에 유리한 형태를 이룬다.
그리고, 상기 제3렌즈(L3)는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제4렌즈(L4)는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제5렌즈(L5)는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고, 상기 제6렌즈(L6)는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제7렌즈(L7)는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고, 상기 제8렌즈(L8)는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고, 상기 제1렌즈(L1)부터 상기 제8렌즈(L8)까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈(L7)와 상기 제8렌즈(L8)에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지도록 하여 소형 렌즈 시스템을 구현하고자 한 것이다.
또한, 상기 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이의 중심 거리 ct12, 상기 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이의 유효경 최외각 두께 et12는, 6 < (et12/ct12) < 10을 만족하는 것으로, 유효경 최외각 쪽 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이의 간격을 늘림으로써 플레어 개선에 유리하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 소형 렌즈 시스템에 있어서, 이미지 높이 ImagH, 상기 제1렌즈(L1)의 물체측 면에서 상면까지의 거리 TTL은 1.0 < TTL/ImagH < 1.5을 만족하여, 길이가 짧은 소형 렌즈 시스템의 제공이 가능하여 두께가 얇은 스마트폰과 같은 소형 전자기기에 적용이 적합하다.
또한, 본 발명에 따른 소형 렌즈 시스템은 상기 제1렌즈(L1)의 초점거리 f1, 전체 렌즈 시스템의 초점거리 F은 100 < |f1/F|을 만족하는 것으로, 이는 제1렌즈(L1)의 초점거리와 전체 렌즈 시스템의 합성 초점거리의 비를 규정한 것으로서, 수차 보정과 렌즈 시스템의 소형화를 유지할 수 있도록 하고, 제1렌즈(L1)의 초점거리를 크게 함으로써 굴절능을 0에 가깝게 하여 공차를 완화시킨 것이다.
또한, 본 발명에 따른 소형 렌즈 시스템의 렌즈의 F수 Fno는, Fno < 2.0을 만족하는 것으로, 유효경을 크게 하여 광량이 적은 곳에서도 보다 선명한 상을 얻기 위한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 소형 렌즈 시스템은, 상기 제6렌즈(L6)의 초점거리 f6, 상기 제7렌즈(L7)의 초점거리 f7, 전체 소형 렌즈 시스템의 초점거리 F는, -1.0 < (F/f6)+(F/f7) < -0.5를 만족하는 것으로, 상기 제6렌즈(L6)와 상기 제7렌즈(L7)의 굴절능을 조절하여, FBL(Flange Back Length, 초점으로부터 광학계의 마운트(mount) 기준면까지의 거리)을 줄여서 전체 렌즈 시스템의 길이를 줄이기 위한 것이다.
또한, 상기 제2렌즈(L2)의 물체측 면의 곡률 반경 R4, 상기 제2렌즈(L2)의 중심 두께 ct2는, 2.0 < (R4/CT2) < 3.0을 만족하는 것으로, R4의 곡률반경을 작게 하여 소형 렌즈 시스템의 설계에 유리하도록 한다.
또한, 상기 제7렌즈(L7)의 물체측 면과 상측 면은 렌즈 주변부에서 오목한 형태로 형성되어, 소형 렌즈 시스템의 설계에 유리하도록 한다.
또한, 상기 제1렌즈(L1)부터 상기 제4렌즈(L4)까지의 중심 거리 ct14, 입사동의 직경 EPD는, 1.1 < (EPD/ct14) < 1.8을 만족하는 것으로, EPD를 크게 하여 Fno를 작게 함으로써 소형 렌즈 시스템의 설계에 유리하도록 한다.
또한, 상기 제5렌즈(L5)의 아베수 V5, 상기 제6렌즈(L6)의 아베수 V6, 상기 제7렌즈(L7)의 아베수 V7, 상기 제8렌즈(L8)의 아베수 V8은 40 < V5 < 60, 40 < V6 < 60,40 < V7 < 60,40 < V8 < 60을 만족하는 것으로, 각 렌즈들의 아베수를 고르게 분포시켜 파워를 분배시키고, 색수차를 보정하도록 한 것이다.
한편 본 발명에 따른 렌즈 시스템은 필드의 상광선이 상기 제8렌즈(L8)의 상측 면을 지날 때 그 지점의 법선과 이루는 입사각도 AOI는 AOI < 12°를 만족하도록 한다.
이는 필드의 상광선의 입사각을 12°이내로 하여 상기 제8렌즈(L8)의 상측 면의 외각 쪽 형상을 물체측으로 기울여, 소형 렌즈 시스템에 유리하도록 한 것이다.
또한, 상기 제1렌즈(L1) 내지 제8렌즈(L8)는 플라스틱 재질로 형성되며, 모든 면은 비구면으로 형성되는 것으로, 구면수차 및 색수차를 보정할 수 있도록 하고, 각 렌즈들은 길이를 줄이는데 유리한 굴절율을 갖는 재료로 형성되며, 색수차 보정에 유리하도록 아베수(abbe number)가 차이가 나는 재료를 사용한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 소형 렌즈 시스템은 화각이 75도보다 큰 것을 특징으로 하며, 광각 화상을 제공하게 된다.
이와 같이 본 발명은 총 8개의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 광축을 따라 물체로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)로 배열된 렌즈 시스템에 관한 것이다.
또한, 렌즈의 굴절능, 형태 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 왜곡이 보정되도록 하여 화각이 75도보다 큰 소형 광각 렌즈 시스템을 제공하는 것이다.
특히 전체적으로 곡률을 높여 파워를 작게 하여 TTL이 짧아도 공차가 완화된 소형 광각 렌즈 시스템을 제공할 수 있도록 하며, 상면의 높이에 대한 제1렌즈(L1)의 물체측 면에서 상면까지의 거리가 1.5보다 작아, 길이가 짧은 렌즈 시스템을 제공할 수 있어, 두께가 얇거나 소형의 카메라 모듈, 특히 스마트폰에 용이하게 적용할 수 있도록 한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하고자 한다.
<제1실시예>
도 2는 본 발명에 따른 고해상도 광각 소형 렌즈 시스템의 제1실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 물체(object)로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈 시스템을 구성하는 렌즈들의 수치데이터를 나타낸 것이다.
Surface(면 번호) RDY(곡률반경) THI(두께) Nd(굴절률) Vd(아베수)
Object Infinity Infinity
S1 3.436 0.586 1.5441 56.0
Stop(S2) 3.229 0.078
S3 2.809 1.067 1.5441 56.0
S4 31.183 0.057
S5 34.782 0.251 1.6700 19.4
S6 7.278 0.490
S7 11.435 0.538 1.6150 25.9
S8 16.364 0.136
S9 -10.154 0.452 1.5350 56.0
S10 -14.646 0.417
S11 51.798 0.924 1.5441 56.0
S12 -10.103 0.121
S13 3.607 0.618 1.5441 56.0
S14 6.557 0.830
S15 -39.787 0.571 1.5350 56.0
S16 3.037 0.193
S17 Infinity 0.110 1.5168 64.2
S18 Infinity 0.884
Image Infinity 0.000
도 2에 도시된 바와 같이 물체(object) 측으로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7), 제8렌즈(L8)가 배치되며, 광축방향을 X, 광축에 직교하는 방향을 Y축으로 설정할 때, 비구면식은 다음과 같다.
Figure 112019109710710-pat00001
비구면은 상기 수학식 1의 비구면식에 의해 얻어지는 곡선을 광축의 주위로 회전시켜 얻어지는 곡면이며, R은 곡률반경, K는 원추상수, A3, A4, A5, A6,...,A14는 비구면계수이다.
상기 수학식 1로부터 위의 각 렌즈들의 데이타를 갖는 비구면계수는 다음 표 2와 같다.
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 s14 s15 s16
K -2.77 -1.61 -0.39 -0.01 0.03 13.64 0.00 0.00 0.00 0.00 -98.94 3.47 0.00 0.00 64.05 -15.89
A3 0.00 -0.05 -0.03 -0.05 -0.06 -0.02 -0.02 0.00 0.03 0.02 0.04 0.03 -0.03 -0.04 -0.09 -0.03
A4 0.00 0.00 0.00 0.09 0.12 0.04 -0.01 -0.03 -0.06 -0.05 -0.04 -0.02 0.00 0.01 0.03 0.01
A5 0.00 0.00 0.00 -0.12 -0.14 -0.04 0.01 0.03 0.06 0.04 0.02 0.01 0.00 0.00 -0.01 0.00
A6 0.00 0.00 0.00 0.10 0.12 0.02 -0.02 -0.02 -0.04 -0.02 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A7 0.00 0.00 0.00 -0.06 -0.07 -0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A8 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A9 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수차도를 나타낸 것이다.
도 3의 첫 번째 데이타는 구면수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 초점(mm)을, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 각 그래프는 입사되는 광선의 파장을 나타내는 것이다. 도시된 바와 같이, 그래프들이 중심수직축선에 근접할수록 그리고 서로 근접할수록 구면수차의 보정성이 좋은 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제1실시예의 구면수차는 0.025mm(초점) 이하로 양호한 것으로 판단된다.
도 3의 두 번째 데이타는 비점수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 초점(mm)을, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 그래프 S는 렌즈와 수평방향으로 입사하는 광선인 새지털(sagital)을 나타내고, 그래프 T는 렌즈와 직각방향으로 입사하는 광선인 탄젼셜(tangential)을 나타낸다. 여기에서 그래프 S와 T가 가까울수록 그리고 중심수직축에 근접할수록 비점수차의 보정성이 좋은 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제1실시예의 비점수차는 0.025mm(초점) 이하로 양호한 것으로 판단된다.
도 3의 세 번째 데이타는 왜곡수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 왜곡도(%)를, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 일반적으로 수차곡선이 -2~2% 범위 내에 들면 양호한 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제1실시예의 왜곡수차로 optical distortion(광학적 왜곡)은 2% 이하로 양호한 것으로 판단된다.
<제2실시예>
도 4는 본 발명에 따른 고해상도 광각 렌즈 시스템의 제2실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 광축을 따라 물체(object)로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7) 및 제8렌즈(L8)의 순서로 배치되게 된다.
다음 표 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학계를 구성하는 렌즈들의 수치데이터를 나타낸 것이다.
Surface(면 번호) RDY(곡률반경) THI(두께) Nd(굴절률) Vd(아베수)
Object Infinity Infinity
S1 3.414 0.602 1.5441 56.0
Stop(S2) 3.201 0.076
S3 2.782 1.091 1.5441 56.0
S4 27.985 0.051
S5 31.089 0.240 1.6700 19.4
S6 7.191 0.480
S7 11.905 0.519 1.6150 25.9
S8 19.877 0.128
S9 -10.865 0.413 1.5350 56.0
S10 -19.352 0.407
S11 32.400 0.875 1.5441 56.0
S12 -11.267 0.177
S13 3.582 0.559 1.5441 56.0
S14 6.473 0.868
S15 -38.745 0.550 1.5350 56.0
S16 2.928 0.184
S17 Infinity 0.110 1.5168 64.2
S18 Infinity 0.870
Image Infinity 0.000
도 4에 도시된 바와 같이 물체(object) 측으로부터 제1렌즈(L1), 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4), 제5렌즈(L5), 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7), 제8렌즈(L8)가 배치되며, 광축방향을 X, 광축에 직교하는 방향을 Y축으로 설정할 때, 비구면식은 상기 수학식 1과 같다.
비구면은 상기 수학식 1의 비구면식에 의해 얻어지는 곡선을 광축의 주위로 회전시켜 얻어지는 곡면이며, R은 곡률반경, K는 원추상수, A3, A4, A5, A6,...,A14는 비구면계수이다.
상기 수학식 1로부터 위의 각 렌즈들의 데이타를 갖는 비구면계수는 다음 표 4와 같다.
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 s14 s15 s16
K -2.66 -1.52 -0.37 -0.01 0.03 13.50 0.00 0.00 0.00 0.00 -98.94 3.47 0.00 0.00 62.74 -15.89
A3 0.00 -0.05 -0.03 -0.05 -0.06 -0.02 -0.02 0.01 0.04 0.02 0.05 0.03 -0.02 -0.03 -0.11 -0.04
A4 0.00 0.00 0.00 0.09 0.12 0.04 0.00 -0.04 -0.08 -0.06 -0.05 -0.02 0.00 0.01 0.04 0.01
A5 0.00 0.00 0.00 -0.12 -0.14 -0.04 0.01 0.04 0.08 0.05 0.02 0.01 0.00 0.00 -0.01 0.00
A6 0.00 0.00 0.00 0.10 0.12 0.03 -0.01 -0.02 -0.05 -0.03 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A7 0.00 0.00 0.00 -0.06 -0.07 -0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A8 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A9 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
A11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수차도를 나타낸 것이다.
도 5의 첫 번째 데이타는 구면수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 초점(mm)을, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 각 그래프는 입사되는 광선의 파장을 나타내는 것이다. 도시된 바와 같이, 그래프들이 중심수직축선에 근접할수록 그리고 서로 근접할수록 구면수차의 보정성이 좋은 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제2실시예의 구면수차는 0.025mm(초점) 이하로 양호한 것으로 판단된다.
도 5의 두 번째 데이타는 비점수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 초점(mm)을, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 그래프 S는 렌즈와 수평방향으로 입사하는 광선인 새지털(sagital)을 나타내고, 그래프 T는 렌즈와 직각방향으로 입사하는 광선인 탄젼셜(tangential)을 나타낸다. 여기에서 그래프 S와 T가 가까울수록 그리고 중심수직축에 근접할수록 비점수차의 보정성이 좋은 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제2실시예의 비점수차는 0.025mm(초점) 이하로 양호한 것으로 판단된다.
도 5의 세 번째 데이타는 왜곡수차를 나타낸 것으로서, 가로축은 왜곡도(%)를, 세로축은 상고(mm)를 나타내며, 일반적으로 수차곡선이 -2~2% 범위 내에 들면 양호한 것으로 알려져 있으며, 본 발명에 따른 제2실시예의 왜곡수차로 optical distortion(광학적 왜곡)은 2% 이하로 양호한 것으로 판단된다.
L1 : 제1렌즈 L2 : 제2렌즈
L3 : 제3렌즈 L4 : 제4렌즈
L5 : 제5렌즈 L6 : 제6렌즈
L7 : 제7렌즈 L8 : 제8렌즈

Claims (25)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈를 가지며,
    상기 제1렌즈는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제2렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제3렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제4렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고,
    상기 제5렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고,
    상기 제6렌즈는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제7렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제8렌즈는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고,
    상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며,
    상기 제1렌즈의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이의 중심 거리 ct12, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이의 유효경 최외각 두께 et12는, 6 < (et12/ct12) < 10을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템의 이미지 높이 ImagH, 상기 제1렌즈의 물체측 면에서 상면까지의 거리 TTL은 1.0 < TTL/ImagH < 1.5을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템은,
    상기 제1렌즈의 초점거리 f1, 전체 렌즈 시스템의 초점거리 F는, 100 < |f1/F|을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템은,
    화각이 75도보다 큰 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템의 렌즈의 F수 Fno는,
    Fno < 2.0을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템은,
    상기 제6렌즈의 초점거리 f6, 상기 제7렌즈의 초점거리 f7, 전체 소형 렌즈 시스템의 초점거리 F는, -1.0 < (F/f6)+(F/f7) < -0.5를 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제2렌즈의 물체측 면의 곡률 반경 R4, 상기 제2렌즈의 중심 두께 ct2는, 2.0 < (R4/ct2) < 3.0을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제7렌즈의 물체측 면과 상측 면은 렌즈 주변부에서 오목한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제1렌즈부터 상기 제4렌즈까지의 중심 거리 ct14, 입사동의 직경 EPD는, 1.1 < (EPD/ct14) < 1.8을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제5렌즈의 아베수 V5, 상기 제6렌즈의 아베수 V6, 상기 제7렌즈의 아베수 V7, 상기 제8렌즈의 아베수 V8은 40 < V5 < 60, 40 < V6 < 60,40 < V7 < 60,40 < V8 < 60을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제1렌즈는 하나 이상의 변곡점을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  13. 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈 및 제8렌즈,
    상기 제1렌즈는 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제2렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제3렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제4렌즈는 양의 굴절능을 가진 렌즈이고,
    상기 제5렌즈는 음의 굴절능을 가진 렌즈이고,
    상기 제6렌즈는 렌즈면이 상측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제7렌즈는 양의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 렌즈면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형태이고,
    상기 제8렌즈는 음의 굴절능을 가지고, 광축 근처에서 물체측면과 상측면 둘 다 오목한 렌즈이고,
    상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있고, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지고 있으며,
    상기 제1렌즈의 굴절능 P1은 |P1| < 0.01을 만족하고,
    필드의 상광선이 상기 제8렌즈의 상측 면을 지날 때 그 지점의 법선과 이루는 입사각도 AOI는 AOI < 12°를 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이의 중심 거리 ct12, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이의 유효경 최외각 두께 et12는, 6 < (et12/ct12) < 10을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템의 이미지 높이 ImagH, 상기 제1렌즈의 물체측 면에서 상면까지의 거리 TTL은 1.0 < TTL/ImagH < 1.5을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템은,
    상기 제1렌즈의 초점거리 f1, 전체 렌즈 시스템의 초점거리 F는, 100 < |f1/F|을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템의 렌즈의 F수 Fno는,
    Fno < 2.0을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 소형 렌즈 시스템은,
    상기 제6렌즈의 초점거리 f6, 상기 제7렌즈의 초점거리 f7, 전체 소형 렌즈 시스템의 초점거리 F는, -1.0 < (F/f6)+(F/f7) < -0.5를 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 제2렌즈의 물체측 면의 곡률 반경 R4, 상기 제2렌즈의 중심 두께 ct2는, 2.0 < (R4/ct2) < 3.0을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 제7렌즈의 물체측 면과 상측 면은 렌즈 주변부에서 오목한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  21. 제 13항에 있어서, 상기 제1렌즈부터 상기 제4렌즈까지의 중심 거리 ct14, 입사동의 직경 EPD는, 1.1 < (EPD/ct14) < 1.8을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  22. 제 13항에 있어서, 상기 제5렌즈의 아베수 V5, 상기 제6렌즈의 아베수 V6, 상기 제7렌즈의 아베수 V7, 상기 제8렌즈의 아베수 V8은 40 < V5 < 60, 40 < V6 < 60,40 < V7 < 60,40 < V8 < 60을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  23. 제 13항에 있어서, 상기 제1렌즈는 하나 이상의 변곡점을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  24. 제 13항에 있어서, 상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 면은 비구면으로 이루어져 있으며, 상기 제1렌즈부터 상기 제8렌즈까지 모든 렌즈는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
  25. 제 13항에 있어서, 상기 제7렌즈와 상기 제8렌즈에는 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 렌즈 시스템.
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