KR102388071B1

KR102388071B1 - 렌즈 광학계

Info

Publication number: KR102388071B1
Application number: KR1020190093910A
Authority: KR
Inventors: 정길수; 김유정; 정은정
Original assignee: 주식회사 제이투씨
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2022-04-19
Also published as: WO2021020760A1; KR20210015288A

Abstract

렌즈 광학계가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열된 렌즈 광학계에 있어서, 정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 볼록한 제1 렌즈; 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 정 또의 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 오목한 제4 렌즈를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 광학계 {LENS OPTICAL SYSTEM}

본 발명은 렌즈 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전장이 짧으면서도 고해상도와 광시야각을 제공하는 렌즈 광학계에 관한 것이다.

최근 출입통제시스템, 컴퓨터보안시스템 등을 중심으로 인간의 신체적 특징을 이용하여 개인의 신원을 확인하는 생체인식기술을 적용하는 경우가 크게 늘어나고 있으며, 생체인식기술의 범위도 종래에는 지문인식이 주류를 이루었으나 최근에는 홍채인식, 음성인식, 정맥인식 등과 같이 그 범위가 점차 확대되고 있다.

특히 눈의 동공을 둘러싸는 홍채는 일란성 쌍둥이도 완전히 다른 패턴을 가질 정도로 개인별 특성이 뚜렷하고 지문에 비해 훨씬 인식정확도가 뛰어난 것으로 알려져 있어, 홍채인식기술을 적용하는 사례가 크게 늘어나고 있다.

홍채인식을 위해서는 광학계를 이용하여 홍채의 영상을 획득하는 과정과, 홍채의 영상데이터로부터 특징을 추출하여 홍채코드를 생성하는 과정, 생성된 홍채코드를 저장된 홍채코드와 대비하여 일치 여부를 확인하는 과정 등을 거치게 된다.

소형이면서도 높은 해상도를 갖는 상센서와 결합하여서 고해상도 카메라의 구현이 가능하게 하는 광시야각 홍채인식용 소형 촬영 렌즈는 소형이면서도 고해상도를 가지기 때문에 휴대전화, 휴대 단말기, 디지털 카메라 등에 적용할 수 있다.

또한, 시야각이 넓어 사용자가 편하게 촬영할 수 있는 약 300mm의 거리에서도 홍채영상을 안정적으로 획득하는 것이 필요하다.

한편, 한국등록특허 제 10-1558139호 “촬영 렌즈 광학계”는 차량용 카메라에 채용되는 촬영 렌즈 광학계에 관하여 개시하고 있다.

본 발명은 소형의 고해상도 및 광시야각의 렌즈 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 픽셀 사이즈가 작은 소형의 높은 해상도를 갖는 상센서와 결합한 고해상도 광시야각 카메라를 구현하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래보다 초점거리 대비 전장이 매우 짧은 홍채 인식용 렌즈 광학계를 제공하여 홍채 영상을 안정적으로 획득하고, 홍채 인식용 소형 촬영 렌즈에 적용하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 핸드폰, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등과 같은 휴대용 전자기기에 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 이들 기기의 통상적인 사용 조건에서도 안정적으로 홍채의 영상을 획득할 수 있는 광시야각 홍채인식용 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열된 렌즈 광학계에 있어서, 정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 볼록한 제1 렌즈; 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 정 또의 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 오목한 제4 렌즈를 포함하고, 하기 조건식을 만족할 수 있다.

조건식: 상기 제1 렌즈의 조건식

0.6 < f1/f < 0.9

여기서, f1는 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.

이 때, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는 렌즈면이 비구면으로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 렌즈 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.

조건식: 상기 제4 렌즈의 조건식

-0.85 < | f4/f | < -0.45

여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.

이 때, 상기 렌즈 광학계의 전체 길이(OVERALL LENGTH)는 상기 렌즈 광학계의 초점 거리 보다 작을 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열된 렌즈 광학계에 있어서, 정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 볼록한 제1 렌즈; 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 정 또의 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 오목한 제4 렌즈를 포함하고, 하기 조건식을 만족할 수 있다.

조건식: 상기 제4 렌즈의 조건식

-1.25 < f4/f < -0.75

이 때, 상기 렌즈 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.

조건식: 상기 제1 렌즈의 조건식

0.6 < f1/f < 0.9

본 발명은 소형의 고해상도 및 광시야각의 렌즈 광학계를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 픽셀 사이즈가 작은 소형의 높은 해상도를 갖는 상센서와 결합한 고해상도 광시야각 카메라를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래보다 초점거리 대비 전장이 매우 짧은 홍채 인식용 렌즈 광학계를 제공하여 홍채 영상을 안정적으로 획득하고, 홍채 인식용 소형 촬영 렌즈에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 핸드폰, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등과 같은 휴대용 전자기기에 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 이들 기기의 통상적인 사용 조건에서도 안정적으로 홍채의 영상을 획득할 수 있는 광시야각 홍채인식용 광학계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40)를 포함한다.

이 때, 렌즈 광학계는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열될 수 있다.

제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 물체측으로 볼록할 수 있다.

제2 렌즈(20)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

제3 렌즈(30)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

제4 렌즈(40)는 부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 물체측으로 오목할 수 있다.

조리개(70)는 제3 렌즈(30)와 상기 제4 렌즈(40) 사이에 위치할 수 있다.

상면(60)에는 이미지 센서가 추가로 포함될 수도 있다.

이 때, 제4 렌즈(40)와 상면(60) 사이에는 더미 글래스(50)가 위치할 수 있다.

더미 글래스(50)는 필터 부재에 상응할 수 있다.

예를 들어, 필터 부재는 적외선 차단 필터 및 주야간 필터 등의 필터 기능을 포함할 수 있다.

이 때, 제1 렌즈(10) 내지 제4 렌즈(40) 중 적어도 하나는 렌즈면이 비구면으로 형성될 수 있다. 제1 렌즈(10) 내지 제4 렌즈(40)가 모두 렌즈면이 비구면으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

이 때, 제1 렌즈(10) 내지 제4 렌즈(40) 중 적어도 하나는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 제1 렌즈(10) 내지 제4 렌즈(40)가 모두 플라스틱 재질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

[수학식 1]

본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계의 렌즈들 중 비구면으로 형성된 렌즈는 상기 수학식 1의 비구면 방정식을 만족할 수 있다.

여기서, z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리를 나타내는 것을 알 수 있다. 그리고, R은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경을, K는 코닉 상수(conic constant)를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, A2 내지 A12는 비구면 계수를 각각 나타내는 것을 알 수 있다.

또한, 제1 렌즈(10)는 수학식 2의 제1 렌즈의 조건식을 만족할 수 있다.

[수학식 2]

0.6 < | f1/f | < 0.9

여기서, f1는 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제1 렌즈(10)의 조건을 벗어나게 되면 상면만곡의 변동이 커지게 되고 해상도를 만족하기 위해 렌즈 단품의 제작공차와 렌즈 Assembly의 조립공차가 까다로워진다.

또한, 제4 렌즈(40)는 수학식 3의 제4 렌즈의 조건식을 만족할 수 있다.

[수학식 3]

-1.25 < | f4/f | < -0.75

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제4 렌즈(40)의 조건을 벗어나게 되면 상면만곡의 변동이 커지게 되고 해상도를 만족하기 위해 렌즈 단품의 제작공차와 렌즈 Assembly의 조립공차가 까다로워진다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제1 렌즈(10)의 조건 또는 제4 렌즈(40)의 조건을 만족하면 상기에서 문제점으로 지적한 상면만곡의 변동을 방지할 수 있고, 제작 공차와 렌즈 Assembly의 조립공차가 용이해질 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제1 렌즈(10)의 조건 또는 제4 렌즈(40)의 조건을 만족하면 렌즈 광학계의 전체 길이(OVERALL LENGTH)가 상기 렌즈 광학계의 초점 거리 보다 작게 설계할 수 있으면서도 고배율 및 고해상도의 렌즈 광학계를 제공할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 홍채 인식용 렌즈에 적용시키는 경우, 사용자가 편하게 촬영할 수 있는 약 300mm의 거리에서도 10~11mm 에 해당하는 홍채 영상을 안정적으로 획득할 수 있으므로 홍채 인식용 렌즈 광학계의 사용 편의성을 크게 향상 시킬 수 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 홍채 인식용 렌즈 광학계의 카메라모듈의 이미지 센서에 맺히는 상이 세로 방향으로 200픽셀 이상이 되도록 만족시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계의 렌즈 데이터는 표 1과 같이 나타낼 수 있다.

No	f	D	Ratio
제1 렌즈	3.008	1.60	0.710
제2 렌즈	-16.093	1.52	-3.797
제3 렌즈	104.803	1.49	24.729
제4 렌즈	-4.157	2.16	-0.981

OAL	3.9038		0.921
EFL	4.2381
FNO	2.6513

이 때, f 는 초점거리, D는 두께(mm), Ratio(초점거리 비)는 렌즈의 초점거리를 렌즈 광학계의 초점거리로 나눈 값, OAL(OverAll Length)는 렌즈 광학계의 전체 길이(mm), EFL(Effective Focal Length)는 유효 초점 거리(mm) 및 FNO(F-number)는 f값(렌즈의 초점 거리/조리개 유효직경)을 나타낸다.

표 1을 참조하면, 제1 렌즈(10)의 초점거리 비는 0.710 이고, 제1 렌즈(10)의 조건식은 0.6 < | f1/f | < 0.9 이므로 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.

제4 렌즈(40)의 초점거리 비는 -0.987 이고, 제4 렌즈(40)의 조건식은 -1.25 < | f4/f | < -0.75 이므로 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈(10)의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차는 표 2 및 표 3과 같은 렌즈데이터를 이용하여 나타낼 수 있다.

No	f	D	Ratio
제1 렌즈	2.619	1.60	0.618
제2 렌즈	-8.493	1.49	-2.004
제3 렌즈	-74.098	1.45	-17.484
제4 렌즈	-4.069	2.17	-0.960

OAL	3.906		0.922
EFL	4.3674
FNO	2.7322

표 2를 참조하면, 제1 렌즈(10)의 초점거리 비는 0.618 이고, 제1 렌즈(10)의 조건식은 0.6 < | f1/f | < 0.9 이므로 제1 렌즈의 조건식 하한에 만족하는 것을 알 수 있다.

제4 렌즈(40)의 초점거리 비는 -0.960 이고, 제4 렌즈(40)의 조건식은 -1.25 < | f4/f | < -0.75 이므로 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 물체의 상이 상면(60)에 올바르게 입사되는 것을 알 수 있다.

s	R	D	N	ND	VD	CLH
-1	**********	350		1	0	100
0	**********	0		1	0	100
1	1.18654	0.4483	APEL_ODS	1.551	0	0.8
2	6.61408	0.1651		1	0	100
3	9.97879	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
4	3.1009	0.1		1	0	10000
5	4.20215	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
6	3.72149	0.7064		1	0	100
7	0	0.5001		1	0	0.79
8	-3.45514	0.2543	APEL_ODS	1.551	0	100
9	6.08061	0.1		1	0	100
10	**********	0.3	BSC7	1.5168	64.2	100
11	**********	0.8264		1	0	100
12	**********	0		1	0	100
13	**********	0		1	0	100

F.L 4.3636 MAG -.012741 BACK.F .8264
STOP SUF,DIS 1 .000 ENP= .000 EXP= -2.594 SUM D= 3.900

여기서, 각 면(s)는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

s-1: 물체면

s0: 입사동면 (가상)

s1-s2: 제1 렌즈

s3-s4: 제2 렌즈

s5-s6: 제3 렌즈

s7: 스톱면 (Stop surface) or 더미 글래스(Dummy surface)

s8-s9: 제 4렌즈

s10-s11: 필터 부재(IR Filter)

s12: 더미 글래스(Dummy surface)

s13: 상면

여기서, 면 번호 뒤의 * 표시는 그 면이 비구면 임을 나타낸다.

여기서, R은 곡률반경, D는 두께, N은 렌즈의 재질(APEL은 플라스틱 재질의 일 예, BSC7은 유리 재질의 일 예), ND는 렌즈의 굴절률, VD는 아베수 를 나타낼 수 있다.

도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 산출하기 위한 렌즈들의 비구면 계수를 표 4와 같이 나타낼 수 있다.

	s1	s2	s3	s4
k	0.00E+00	-2.13E+01	-1.00E+03	-5.00E+00
A4	-2.57221982160E-03	1.82444718770E-01	2.50504336320E-01	1.06662810210E-01
A6	-2.92262924910E-02	-1.81009295270E-01	-3.06247355830E-01	3.16678612950E-02
A8	2.89933813960E-01	7.24747971250E-01	3.88250677740E-01	6.52068879070E-03
A10	-5.55877150690E-01	-1.24599094570E+00	-1.60164547410E-01	2.38619373040E-01
A12	4.48137859260E-01	1.00356129780E+00
	s5	s6	s9	s10
k	0.00000000000E+00	0.00000000000E+00	-4.67233121810E+02	-1.00000000000E+03
A4	2.41687091510E-01	3.08595280410E-01	-1.34789688210E+00	-4.08422968130E-01
A6	6.90639168560E-03	3.29699102370E-01	3.86780628750E+00	4.71509410350E-01
A8	4.11824911940E-01	-4.79269748260E-01	-9.23234139460E+00	-7.05552624610E-01
A10	-2.39301297570E-01	1.24558974150E+00	1.13631223050E+01	5.72825294290E-01
A12			-6.01040903550E+00	-2.14878570420E-01

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈(10)의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차는 표 5 및 표 6과 같은 렌즈데이터를 이용하여 나타낼 수 있다.

No	f	D	Ratio
제1 렌즈	3.7864	1.60	0.893
제2 렌즈	11.7587	1.55	2.775
제3 렌즈	-18.5052	1.61	-4.366
제4 렌즈	-3.5404	2.27	-0.835

OAL	3.9058		0.922
EFL	4.2086
FNO	2.6329

표 5를 참조하면, 제1 렌즈(10)의 초점거리 비는 0.893 이고, 제1 렌즈(10)의 조건식은 0.6 < | f1/f | < 0.9 이므로 제1 렌즈의 조건식 상한에 만족하는 것을 알 수 있다.

제4 렌즈(40)의 초점거리 비는 -0.835 이고, 제4 렌즈(40)의 조건식은 -1.25 < | f4/f | < -0.75 이므로 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 물체의 상이 상면(60)에 올바르게 입사되는 것을 알 수 있다.

s	R	D	N	ND	VD	CLH
-1	**********	350		1	0	100
0	**********	0		1	0	100
1	1.31366	0.3728	APEL_ODS	1.551	0	0.8
2	3.34925	0.2587		1	0	100
3	6.56717	0.2881	APEL_ODS	1.551	0	100
4	-157.92247	0.2057		1	0	10000
5	3.62478	0.2506	APEL_ODS	1.551	0	100
6	2.59124	0.6741		1	0	100
7	0	0.5006		1	0	0.79
8	-3.03795	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
9	5.21443	0.1		1	0	100
10	**********	0.3	BSC7	1.5168	64.2	100
11	**********	0.7		1	0	100
12	**********	0		1	0	100
13	**********	0		1	0	100

F.L 4.2051 MAG -.012272 BACK.F .7000
STOP SUF,DIS 1 .000 ENP= .000 EXP= -2.458 SUM D= 3.901

여기서, 각 면(s)는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

s-1: 물체면

s0: 입사동면 (가상)

s1-s2: 제1 렌즈

s3-s4: 제2 렌즈

s5-s6: 제3 렌즈

s7: 스톱면 (Stop surface) or 더미 글래스(Dummy surface)

s8-s9: 제 4렌즈

s10-s11: 필터 부재(IR Filter)

s12: 더미 글래스(Dummy surface)

s13: 상면

도 5에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 제1 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 산출하기 위한 렌즈들의 비구면 계수를 표 7과 같이 나타낼 수 있다.

	s1	s2	s3	s4
k	0.00000000000E+00	-9.61865590400E+01	-1.00000000000E+03	-5.00000000000E+00
A4	-6.30090176980E-03	2.84998651520E-01	1.95181400790E-01	8.19672059160E-03
A6	3.76196971390E-02	-2.07307439020E-01	-3.26689658670E-01	4.31332270260E-02
A8	2.88216334300E-01	7.36477484770E-01	4.11191506410E-01	-1.89208617830E-02
A10	-5.39965933690E-01	-1.19321742300E+00	-8.53834950910E-02	1.41464338950E-01
A12	4.21612541920E-01	1.06158790750E+00
	s5	s6	s9	s10
k	0.00000000000E+00	0.00000000000E+00	-4.17267323070E+02	-1.00000000000E+03
A4	3.58768866460E-01	3.95085946940E-01	-1.40894426350E+00	-3.39106534180E-01
A6	-1.20565387820E-01	1.50180605560E-01	4.15775184260E+00	4.23701613560E-01
A8	4.50931724090E-01	-1.05239449520E-01	-9.61867301420E+00	-6.97827932400E-01
A10	-1.30716334840E-01	1.19429939450E+00	1.14215765870E+01	5.83097709430E-01
A12			-5.77734199310E+00	-2.11922407060E-01

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈(10)의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차는 표 8 및 표 9과 같은 렌즈데이터를 이용하여 나타낼 수 있다.

No	f	D	Ratio
제1 렌즈	3.0602	1.60	0.722
제2 렌즈	-8.4637	1.51	-1.997
제3 렌즈	14.7083	1.52	3.470
제4 렌즈	-5.2164	2.27	-1.231

OAL	3.9934		0.942
EFL	4.1758
FNO	2.6123

표 8을 참조하면, 제1 렌즈(10)의 초점거리 비는 0.722 이고, 제1 렌즈(10)의 조건식은 0.6 < | f1/f | < 0.9 이므로 제1 렌즈의 조건식을 만족하는 것을 알 수 있다.

제4 렌즈(40)의 초점거리 비는 -1.231 이고, 제4 렌즈(40)의 조건식은 -1.25 < | f4/f | < -0.75 이므로 제4 렌즈(40)의 조건식 하한을 만족하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 물체의 상이 상면(60)에 올바르게 입사되는 것을 알 수 있다.

s	R	D	N	ND	VD	CLH
-1	**********	350		1	0	100
0	**********	0		1	0	100
1	1.23046	0.4591	APEL_ODS	1.551	0	0.8
2	4.27087	0.1953		1	0	100
3	7.85704	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
4	2.8458	0.1001		1	0	10000
5	3.96539	0.2738	APEL_ODS	1.551	0	100
6	7.77847	0.7437		1	0	100
7	0	0.5		1	0	0.79
8	-3.69997	0.2758	APEL_ODS	1.551	0	100
9	11.78871	0.1		1	0	100
10	**********	0.3	BSC7	1.5168	64.2	100
11	**********	0.7902		1	0	100
12	**********	0		1	0	100
13	**********	0		1	0	100

F.L 4.1725 MAG -.012145 BACK.F .7902
STOP SUF,DIS 1 .000 ENP= .000 EXP= -2.756 SUM D= 3.988

여기서, 각 면(s)는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

s-1: 물체면

s0: 입사동면 (가상)

s1-s2: 제1 렌즈

s3-s4: 제2 렌즈

s5-s6: 제3 렌즈

s7: 스톱면 (Stop surface) or 더미 글래스(Dummy surface)

s8-s9: 제 4렌즈

s10-s11: 필터 부재(IR Filter)

s12: 더미 글래스(Dummy surface)

s13: 상면

도 7에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 산출하기 위한 렌즈들의 비구면 계수를 표 10과 같이 나타낼 수 있다.

	s1	s2	s3	s4
k	0.00000000000E+00	-1.13568681110E+02	-1.00000000000E+03	-5.00000000000E+00
A4	-4.01813721130E-03	2.20369964270E-01	2.00406403030E-01	9.37800239420E-02
A6	-9.73896228270E-03	-2.03126281950E-01	-3.12789525580E-01	-5.42550785550E-02
A8	2.93756169480E-01	7.23336206800E-01	3.83464231280E-01	4.58697294590E-02
A10	-5.47587766870E-01	-1.21341554760E+00	-1.21053866670E-01	1.86662980770E-01
A12	4.18585274810E-01	1.02279298190E+00
	s5	s6	s9	s10
k	0.00000000000E+00	0.00000000000E+00	-6.64725461740E+02	-1.00000000000E+03
A4	2.23621433970E-01	2.34904016870E-01	-1.11054110090E+00	-3.15189511520E-01
A6	-3.77546160550E-03	1.93231247900E-01	3.47541715950E+00	4.26525197800E-01
A8	2.83947607620E-01	1.50108258720E-02	-8.77774039060E+00	-8.07200648890E-01
A10	-1.42568310300E-01	2.53688576950E-01	1.09197682070E+01	7.08299469440E-01
A12			-5.58788542240E+00	-2.54137384480E-01

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈(10)의 조건식 상한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차는 표 11 및 표 12와 같은 렌즈데이터를 이용하여 나타낼 수 있다.

No	f	D	Ratio
제1 렌즈	3.3806	1.60	0.798
제2 렌즈	-37.1944	1.52	-8.776
제3 렌즈	24.0394	1.61	5.672
제4 렌즈	-3.2116	2.29	-0.758

OAL	3.9568		0.934
EFL	4.2815
FNO	2.6784

표 11을 참조하면, 제1 렌즈(10)의 초점거리 비는 0.798 이고, 제1 렌즈(10)의 조건식은 0.6 < | f1/f | < 0.9 이므로 제1 렌즈의 조건식을 만족하는 것을 알 수 있다.

제4 렌즈(40)의 초점거리 비는 -0.758 이고, 제4 렌즈(40)의 조건식은 -1.25 < | f4/f | < -0.75 이므로 제4 렌즈(40)의 조건식 상한을 만족하는 것을 알 수 있다.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 물체의 상이 상면(60)에 올바르게 입사되는 것을 알 수 있다.

s	R	D	N	ND	VD	CLH
-1	**********	350		1	0	100
0	**********	0		1	0	100
1	1.29942	0.3965	APEL_ODS	1.551	0	0.8
2	4.094	0.2032		1	0	100
3	7.79133	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
4	5.54075	0.2734		1	0	10000
5	4.68348	0.2864	APEL_ODS	1.551	0	100
6	7.19683	0.615		1	0	100
7	0	0.5854		1	0	0.79
8	-2.2196	0.25	APEL_ODS	1.551	0	100
9	8.0062	0.1		1	0	100
10	**********	0.3	BSC7	1.5168	64.2	100
11	**********	0.6913		1	0	100
12	**********	0		1	0	100
13	**********	0		1	0	100

F.L 4.2775 MAG -.012493 BACK.F .6913
STOP SUF,DIS 1 .000 ENP= .000 EXP= -2.454 SUM D= 3.951

여기서, 각 면(s)는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

s-1: 물체면

s0: 입사동면 (가상)

s1-s2: 제1 렌즈

s3-s4: 제2 렌즈

s5-s6: 제3 렌즈

s7: 스톱면 (Stop surface) or 더미 글래스(Dummy surface)

s8-s9: 제 4렌즈

s10-s11: 필터 부재(IR Filter)

s12: 더미 글래스(Dummy surface)

s13: 상면

도 9에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 제4 렌즈의 조건식 하한에 해당하는 렌즈 광학계의 수차를 산출하기 위한 렌즈들의 비구면 계수를 표 13과 같이 나타낼 수 있다.

	s1	s2	s3	s4
k	0.00000000000E+00	-1.07519112910E+02	-1.00000000000E+03	-5.00000000000E+00
A4	-9.44068182630E-04	2.30729068230E-01	2.07887344340E-01	5.40238852420E-02
A6	3.31448919650E-04	-2.01075183760E-01	-3.06931937770E-01	-7.68393862720E-03
A8	2.92656788340E-01	7.35867940480E-01	3.80715758320E-01	-1.49406794050E-04
A10	-5.34938751320E-01	-1.18228650480E+00	-1.46565731300E-01	9.38466553910E-02
A12	4.66628829140E-01	1.10223521600E+00
	s5	s6	s9	s10
k	0.00000000000E+00	0.00000000000E+00	-2.41957991780E+02	-1.00000000000E+03
A4	2.37100858800E-01	2.60815438710E-01	-1.61048607040E+00	-4.03612805090E-01
A6	-2.05432390870E-02	1.76560615560E-01	4.72037564610E+00	5.22370785130E-01
A8	3.72114145140E-01	-1.18171258760E-01	-1.04903725690E+01	-7.06413128820E-01
A10	-9.73779038040E-02	9.00722549700E-01	1.19431195390E+01	5.02012758350E-01
A12			-5.67646552110E+00	-1.52840066540E-01

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제1 렌즈(10)의 조건식 또는 상기 제4 렌즈(40)의 조건식을 만족하고 상기 렌즈 데이터 및 비구면 계수를 이용하여 고해상도 및 광시야각을 제공할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈
50: 더미 글래스 60: 상면
70: 조리개

Claims

물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열된 렌즈 광학계에 있어서,
정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 볼록한 제1 렌즈;
정 또는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
정 또의 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및
부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 오목한 제4 렌즈;
를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 상기 제2 렌즈보다 두껍고,
상기 제4 렌즈는 상기 제1 렌즈보다 두껍고,
하기 조건식을 만족하고,
상기 렌즈 광학계의 전체 길이(OVERALL LENGTH)는
상기 렌즈 광학계의 초점 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
조건식: 상기 제1 렌즈의 조건식
0.6 < f1/f < 0.9
여기서, f1는 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는
렌즈면이 비구면으로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는
플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 광학계는
하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
조건식: 상기 제4 렌즈의 조건식
-0.85 < f4/f < -0.45
여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 광학계는
상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이에 위치하는 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
물체측으로부터 상측으로 순차적으로 렌즈들이 배열된 렌즈 광학계에 있어서,
정의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 볼록한 제1 렌즈;
정 또는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
정 또의 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및
부의 굴절력을 갖고, 물체측면이 상기 물체측으로 오목한 제4 렌즈;
를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 상기 제2 렌즈보다 두껍고,
상기 제4 렌즈는 상기 제1 렌즈보다 두껍고,
하기 조건식을 만족하고,
상기 렌즈 광학계의 전체 길이(OVERALL LENGTH)는
상기 렌즈 광학계의 초점 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
조건식: 상기 제4 렌즈의 조건식
-1.25 < f4/f < -0.75
여기서, f4는 상기 제4 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는
렌즈면이 비구면으로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈 중 적어도 하나는
플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
청구항 7에 있어서,
상기 렌즈 광학계는
하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
조건식: 상기 제1 렌즈의 조건식
0.6 < f1/f < 0.9
여기서, f1는 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f는 상기 렌즈 광학계의 초점거리이다.
삭제
청구항 7에 있어서,
상기 렌즈 광학계는
상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이에 위치하는 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.