KR102443774B1

KR102443774B1 - Optical system

Info

Publication number: KR102443774B1
Application number: KR1020210116292A
Authority: KR
Inventors: 허재혁; 백재현; 조용주
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-09-19
Also published as: KR102299259B1; KR102632364B1; CN209070190U; KR20220128325A; KR20210113116A; KR20190052590A; KR102118491B1; KR102258605B1; KR20200062153A; KR20210063307A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제6 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈;를 포함하며, 상기 제2 렌즈의 굴절률, 상기 제3 렌즈의 굴절률 및 상기 제4 렌즈의 굴절률 중에서 가장 큰 굴절률을 Nmax라 할 때, 1.64 < Nmax ≤ 1.75 을 만족하고, 상기 제6 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 Ri, 상기 제6 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 Rj라 할 때, -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5 을 만족할 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes: a first lens having a positive refractive power, which is sequentially arranged from an object side toward an image side; a second lens having a negative refractive power; a third lens having positive refractive power; a fourth lens having positive refractive power; a fifth lens having a negative refractive power; a sixth lens having positive refractive power; and a seventh lens having a negative refractive power, wherein when Nmax is the largest refractive index among the refractive index of the second lens, the refractive index of the third lens, and the refractive index of the fourth lens, 1.64 < Nmax ≤ 1.75 And, when the radius of curvature of the object-side surface of the sixth lens is Ri and the radius of curvature of the image-side surface of the sixth lens is Rj, -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+ |Rj|) < 0.5 may be satisfied.

Description

imaging optical system

본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to an imaging optical system.

최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에 장착되는 카메라의 활용도가 높아지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.Recent portable terminals are equipped with cameras to enable video calls and photo taking. In addition, as the utilization of the camera mounted on the portable terminal increases, the demand for high resolution and high performance of the camera for the portable terminal is gradually increasing.

그런데 휴대 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.However, since portable terminals are gradually becoming smaller or lighter, there is a limit to realizing a high-resolution and high-performance camera.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 6매 이상의 렌즈로 촬상 광학계를 구성하고 있다.In order to solve this problem, recently, a lens of a camera is made of a plastic material lighter than glass, and an imaging optical system is composed of 6 or more lenses to realize high resolution.

또한, 저조도 환경에서도 밝은 이미지를 구현하기 위하여 촬상 광학계가 작은 Fno 값을 갖도록 구성하기도 한다.In addition, in order to realize a bright image even in a low-light environment, the imaging optical system is configured to have a small Fno value.

그러나, 촬상 광학계가 작은 Fno 값을 갖도록 하는 구성하는 경우, 밝은 이미지를 구현할 수 있기는 하나 심도가 저하되어 선명한 이미지를 구현하기 어려운 문제가 있다.However, when the imaging optical system is configured to have a small Fno value, although a bright image can be realized, there is a problem in that it is difficult to implement a clear image because the depth is lowered.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 주변 환경의 조도에 따라 광의 입사량을 조절할 수 있고, 고해상도를 갖는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an imaging optical system capable of controlling an incident amount of light according to the illuminance of a surrounding environment and having a high resolution.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는, 고해상도를 갖고, 주변 환경의 조도에 따라 광의 입사량을 조절할 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention has a high resolution, and can control an incident amount of light according to the illuminance of a surrounding environment.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 12는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 14는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 16은 도 15에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 18은 도 17에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 20은 도 19에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 더 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 22는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 23은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 24는 도 23에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 25는 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 26은 도 25에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 27은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 28은 도 27에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 29는 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 30은 도 29에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 32는 도 31에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.1 is a view showing a state in which a variable diaphragm is maximally opened in an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention;
2 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 1;
3 is a view showing a state in which the variable diaphragm is tightened in the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention;
4 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 3;
5 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention;
6 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 5;
7 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention;
8 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 7;
9 is a view showing a state in which the variable diaphragm is tightened in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention;
10 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 9;
11 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention;
12 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 11;
13 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention;
14 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 13;
15 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention;
16 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 15;
17 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention;
18 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 17;
19 is a view showing a state in which the variable diaphragm is tightened in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention;
20 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 19;
21 is a view showing a state in which the variable diaphragm is further tightened in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention;
22 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 21;
23 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention;
24 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 23;
25 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention;
26 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 25;
27 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention;
28 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 27;
29 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention;
30 is a curve showing the aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 29;
31 is a view showing a state in which the variable diaphragm is maximally tightened in the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a curve showing aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 31;

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiment.

예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.For example, those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will be able to easily suggest other embodiments included within the scope of the present invention through addition, change, or deletion of components, but this is also the spirit of the present invention will be considered to be within the scope of

이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.In the following lens diagrams, the thickness, size, and shape of the lens are exaggerated for explanation, and in particular, the spherical or aspherical shape presented in the lens diagram is only presented as an example and is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치될 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention may include a plurality of lenses disposed along an optical axis. The plurality of lenses may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the optical axis, respectively.

일 예로, 촬상 광학계는 6매 이상의 렌즈를 포함한다.For example, the optical imaging system includes six or more lenses.

6매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.In the six-element embodiment, the first lens means the lens closest to the object side, and the sixth lens means the lens closest to the image sensor.

7매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제7 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.In the seven-element embodiment, the first lens means the lens closest to the object side, and the seventh lens means the lens closest to the image sensor.

8매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제8 렌즈를 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.In the eight-element embodiment, the first lens means the lens closest to the object side, and the eighth lens means the lens closest to the image sensor.

또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius of curvature), 두께(Thickness), 거리(Distance), 유효 반경(Effective aperture radius) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 단위는 Degree 이다.In addition, in each lens, the first surface means a surface close to the object side (or an object-side surface), and the second surface means a surface close to the image side (or an image side surface). In addition, in the present specification, all numerical values for the radius of curvature, thickness, distance, and effective aperture radius of the lens are in mm, and the unit of angle is Degree.

한편, 유효 반경(Effective aperture radius)은 광이 실제로 통과하는 각 렌즈의 일면(물체측 면 및 상측 면)의 반지름을 의미한다. 일 예로, 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 반경은 제1 렌즈의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.Meanwhile, the effective aperture radius refers to the radius of one surface (object-side surface and image-side surface) of each lens through which light actually passes. For example, the effective radius of the object-side surface of the first lens may mean a straight-line distance between an optical axis and an end at which light is incident on the object-side surface of the first lens.

각 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 오목하다는 의미이다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다.In the description of the shape of each lens, the convex shape of one surface means that the paraxial region portion of the corresponding surface is convex, and the concave shape of one surface means that the paraxial region portion of the corresponding surface is concave. Therefore, even if it is described that one surface of the lens has a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Similarly, even if one surface of the lens is described as having a concave shape, the edge portion of the lens may be convex.

근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.The paraxial region means a very narrow region near the optical axis.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매 이상의 렌즈를 포함한다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes six or more lenses.

6매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함한다.In the embodiment including six lenses, the imaging optical system includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens and a sixth lens which are arranged in order from the object side.

7매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈를 포함한다.In the embodiment including seven lenses, the imaging optical system includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens, a sixth lens, and a seventh lens arranged in order from the object side do.

8매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈를 포함한다.In the embodiment including eight lenses, the imaging optical system includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens, a sixth lens, a seventh lens and a second lens arranged in order from the object side. Includes 8 lenses.

또한, 본 발명에 따른 촬상 광학계는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.In addition, the optical imaging system according to the present invention may further include other components.

예를 들어, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.For example, the optical imaging system may further include an image sensor for converting an image of an incident subject into an electrical signal.

또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다.In addition, the imaging optical system may further include an infrared cut filter for blocking infrared rays. The infrared cut filter is disposed between the lens disposed closest to the image sensor and the image sensor.

또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 전방에 가변 조리개가 배치될 수 있고, 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.In addition, the imaging optical system may further include a diaphragm for adjusting the amount of light. For example, a variable stop may be disposed in front of the first lens, and an aperture may be disposed between the second lens and the third lens.

가변 조리개는 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된다.The variable diaphragm is configured to be able to change its diameter.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.All lenses constituting the imaging optical system according to an embodiment of the present invention may be made of a plastic material.

아울러, 복수의 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.In addition, each of the plurality of lenses may have at least one aspherical surface.

즉, 각 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.That is, at least one of the first surface and the second surface of each lens may be an aspherical surface. Here, the aspherical surface of each lens is expressed by Equation (1).

수학식 1에서 c는 렌즈의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ H는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.In Equation 1, c is the curvature of the lens (the reciprocal of the radius of curvature), K is the conic constant, and Y is the distance from any point on the aspherical surface of the lens to the optical axis. In addition, constants A to H mean aspheric coefficients. And Z represents the distance from any point on the aspherical surface of the lens to the vertex of the aspherical surface.

제1 렌즈 내지 제6 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/부/정/부/부의 굴절력을 가질 수 있다.The imaging optical system including the first to sixth lenses may have positive/positive/negative/positive/negative/negative refractive power in order from the object side.

제1 렌즈 내지 제7 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/정/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.The imaging optical system including the first to seventh lenses may have positive/negative/positive/positive/positive/positive/negative refractive power in order from the object side.

또는, 정/부/정/정/정/부/부의 굴절력을 가질 수 있다.Alternatively, it may have a refractive power of positive/negative/positive/positive/positive/negative/negative.

또는, 정/부/정/정/부/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.Alternatively, it may have a refractive power of positive/negative/positive/positive/negative/positive/negative.

제1 렌즈 내지 제8 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/정/부/부/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.The imaging optical system including the first to eighth lenses may have positive/positive/positive/negative/negative/positive/positive/negative refractive power in order from the object side.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.The optical imaging system according to an embodiment of the present invention may satisfy the following conditional expressions.

[조건식 1] TTL/IMGHT < 2.0[Conditional Expression 1] TTL/IMGHT < 2.0

[조건식 2] FOV ≥ 70°[Condition 2] FOV ≥ 70°

[조건식 3] 1.64 < Nmax ≤ 1.75[Condition 3] 1.64 < Nmax ≤ 1.75

[조건식 4] 4.7 < TTL < 6.00[Conditional Expression 4] 4.7 < TTL < 6.00

[조건식 5] 4.0 < f < 4.5[Conditional Expression 5] 4.0 < f < 4.5

[조건식 6] f/EPD_max ≤ 1.7[Conditional Expression 6] f/EPD_max ≤ 1.7

[조건식 7] f/EPD_min > 2.0[Conditional Expression 7] f/EPD_min > 2.0

[조건식 8] -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5[Conditional Expression 8] -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5

[조건식 9] 0.8 < |Ri/Rj| ≤ 1.2[Conditional Expression 9] 0.8 < |Ri/Rj| ≤ 1.2

[조건식 10] f14 > f[Conditional Expression 10] f14 > f

조건식들에서 TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 광축 상 거리이고, IMGHT는 이미지 센서의 촬상면의 대각길이의 절반이고, FOV는 촬상 광학계의 화각이고, Nmax는 제2 렌즈의 굴절률, 제3 렌즈의 굴절률 및 제4 렌즈의 굴절률 중에서 가장 큰 굴절률이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, EPD_max는 입사동의 최대직경이고, EPD_min은 입사동의 최소직경이고, f14는 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 합성 초점거리이다.In the conditional expressions, TTL is the distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens to the imaging surface of the image sensor, IMGHT is half the diagonal length of the imaging surface of the image sensor, FOV is the angle of view of the imaging optical system, and Nmax is the second lens is the largest refractive index among the refractive index of , the refractive index of the third lens, and the refractive index of the fourth lens, f is the total focal length of the imaging optical system, EPD_max is the maximum diameter of the entrance pupil, EPD_min is the minimum diameter of the entrance pupil, and f14 is the first It is the combined focal length of the lens to the fourth lens.

Ri는 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 예를 들어, 6매로 구성된 실시예에서, Ri는 제5 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제5 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 7매로 구성된 실시예에서, Ri는 제6 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제6 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 8매로 구성된 실시예에서, Ri는 제7 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제7 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다.Ri is the radius of curvature of the object-side surface of the lens disposed second closest to the image sensor, and Rj is the radius of curvature of the image-side surface of the lens disposed second closest to the image sensor. For example, in the six-element embodiment, Ri is the radius of curvature of the object-side surface of the fifth lens, and Rj is the radius of curvature of the image-side surface of the fifth lens. In the seven-element embodiment, Ri is the radius of curvature of the object-side surface of the sixth lens, and Rj is the radius of curvature of the image-side surface of the sixth lens. In the eight-element embodiment, Ri is the radius of curvature of the object-side surface of the seventh lens, and Rj is the radius of curvature of the image-side surface of the seventh lens.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.In the imaging optical system configured as described above, since a plurality of lenses perform an aberration correction function, the aberration improvement performance may be improved.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 3 및 도 4는 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 5 및 도 6은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.1 and 2 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 show a state in which the variable diaphragm is tightened, and FIGS. 5 and 6 indicates the state in which the variable iris is maximally tightened.

본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 제7 렌즈(170)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(180), 이미지 센서(190) 및 가변 조리개(VST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the first embodiment of the present invention includes a first lens 110 , a second lens 120 , a third lens 130 , a fourth lens 140 , a fifth lens 150 , and a sixth lens. 160 and an optical system including a seventh lens 170 , and further includes an infrared cut filter 180 , an image sensor 190 and a variable stop (VST).

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 1 내지 표 3과 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Tables 1 to 3 are shown.

표 1은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 1 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 2는 가변 조리개의 직경이 표 1보다 작아진 경우를 나타낸다.Table 2 shows a case in which the diameter of the variable diaphragm becomes smaller than that of Table 1.

표 3은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 3 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)를 포함한다.The imaging optical system according to the first embodiment of the present invention includes a variable stop (VST) disposed in front of the first lens 110 .

가변 조리개(VST)는 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 1 및 표 1 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 5 및 표 3 참조).The variable stop VST is a device configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 110 to the seventh lens 170 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable stop (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIG. 1 and Table 1), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light is variable The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer to FIG. 5 and Table 3).

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention, when the diameter of the variable stop (VST) is maximum, Fno may be smaller than 1.7, and when the diameter of the variable stop (VST) is minimum, Fno may be greater than 2.0 have.

일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.5일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.4일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.In general, when the Fno value is changed, the focus position also changes. As an example, a focusing position when Fno is 1.5 and a focusing position when Fno is 2.4 may be different.

그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, in the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention, even when Fno is changed, the focus is focused on the same position, so that the image quality can be maintained constant.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.2 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the first embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 2의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 2 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 2의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 2 , the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 2의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.On the vertical axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 2 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, the point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and the point 0.75 is from the optical axis 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 제1 렌즈의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention, the variable stop VST disposed in front of the first lens serves as the effective aperture.

도 2를 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.For example, the longitudinal spherical aberration may be configured to have a largest value at a point between 0 and 0.5 and a smallest value at a point between 0.5 and 1.0.

또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 0.9 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Alternatively, the longitudinal spherical aberration may be configured to have a largest value at a point between 0.2 and 0.3 and a smallest value at a point between 0.7 and 0.9.

일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.For example, with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more, longitudinal spherical aberration may be the largest at 0.25 and the smallest at 0.75.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.In addition, the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention may be configured in a form in which the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the first embodiment of the present invention, the first lens 110 has a positive refractive power, the first surface of the first lens 110 has a convex shape in the paraxial region, and the second surface of the first lens 110 has a It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 120 has a negative refractive power, a first surface of the second lens 120 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the second lens 120 has a concave shape in the paraxial region.

제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.The first lens 110 and the second lens 120 may be made of a plastic material having different optical properties. For example, the difference between the Abbe's number between the first lens 110 and the second lens 120 may exceed 30.

제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 130 has a positive refractive power, a first surface of the third lens 130 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the third lens 130 has a concave shape in the paraxial region.

제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 140 has a positive refractive power, a first surface of the fourth lens 140 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 140 has a concave shape in the paraxial region.

제5 렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면과 제2 면은 곡률 반경이 매우 크게 형성된다. 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다. The fifth lens 150 has a positive refractive power, and the first and second surfaces of the fifth lens 150 have a very large radius of curvature. The first surface of the fifth lens 150 has a concave shape in the paraxial region, and the second surface of the fifth lens 150 has a convex shape in the paraxial region.

제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면은 곡률 반경이 매우 크게 형성된다. 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The sixth lens 160 has a positive refractive power, and the first and second surfaces of the sixth lens 160 have a very large radius of curvature. The first and second surfaces of the sixth lens 160 are convex in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(160)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장가지로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(160)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the sixth lens 160 . For example, the first surface of the sixth lens 160 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the sixth lens 160 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge.

제7 렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(170)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(170)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The seventh lens 170 has a negative refractive power, a first surface of the seventh lens 170 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the seventh lens 170 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(170)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(170)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the seventh lens 170 . For example, the first surface of the seventh lens 170 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the seventh lens 170 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 각 면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 110 to the seventh lens 170 has an aspherical coefficient as shown in Table 4. For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 110 to the seventh lens 170 are aspherical.

도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 12 .

도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 9 및 도 10은 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 11 및 도 12는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.7 and 8 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention, FIGS. 9 and 10 show a state in which the variable diaphragm is tightened, and FIGS. 11 and 12 indicates the state in which the variable iris is maximally tightened.

본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260) 및 제7 렌즈(270)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(280), 이미지 센서(290), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the second embodiment of the present invention includes a first lens 210 , a second lens 220 , a third lens 230 , a fourth lens 240 , a fifth lens 250 , and a sixth lens. 260 and an optical system including a seventh lens 270 , and further includes an infrared cut filter 280 , an image sensor 290 , a variable stop VST and an aperture ST.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 5 내지 표 7과 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Tables 5 to 7 are shown.

표 5는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 5 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 6은 가변 조리개의 직경이 표 5보다 작아진 경우를 나타낸다.Table 6 shows a case in which the diameter of the variable diaphragm becomes smaller than that of Table 5.

표 7은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 7 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220) 사이에 배치되는 것도 가능하다.The imaging optical system according to the second embodiment of the present invention includes a variable stop VST disposed in front of the first lens 210 and an aperture ST disposed between the second lens 220 and the third lens 230 . ) is included. However, the diaphragm ST may be disposed between the first lens 210 and the second lens 220 .

가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 7 및 표 5 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 11 및 표 7 참조).The variable diaphragm VST and the diaphragm ST are devices configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 210 to the seventh lens 270 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable diaphragm (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIGS. 7 and 5), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light may be variable. The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer FIG. 11 and Table 7).

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the imaging optical system according to the second exemplary embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention, Fno may be smaller than 1.7 when the diameter of the variable stop VST is maximum, and Fno may be greater than 2.0 when the diameter of the variable stop VST is the minimum. have.

일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.6일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.1일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.In general, when the Fno value is changed, the focus position also changes. As an example, a focusing position when Fno is 1.6 and a focusing position when Fno is 2.1 may be different.

그러나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention, even when Fno is changed, the focus is focused on the same position, so that the image quality can be maintained constant.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.8 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the second embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 8의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 8 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 8의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 8 , the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 8의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.In the vertical axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 8 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and point 0.75 is from the optical axis 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention, the variable stop VST or the stop ST serves as the effective aperture according to the diameter of the variable stop VST. . For example, when the variable diaphragm VST is maximally opened, the diaphragm ST serves as an effective opening, and when the variable diaphragm VST is maximally tightened, the variable diaphragm VST serves as an effective opening. .

도 8을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 555 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

일 예로, 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.For example, with respect to light having a wavelength of 555 nm or more, longitudinal spherical aberration may be the largest at 0.25 and the smallest at 0.75.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.In addition, the imaging optical system according to the second embodiment of the present invention may be configured in a form in which the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the second embodiment of the present invention, the first lens 210 has positive refractive power, the first surface of the first lens 210 has a convex shape in the paraxial region, and the second surface of the first lens 210 has a It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 220 has a negative refractive power, a first surface of the second lens 220 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the second lens 220 has a concave shape in the paraxial region.

제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.The first lens 210 and the second lens 220 may be made of a plastic material having different optical properties. For example, a difference between the Abbe's number between the first lens 210 and the second lens 220 may exceed 30.

제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 230 has a positive refractive power, a first surface of the third lens 230 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the third lens 230 has a concave shape in the paraxial region.

제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 240 has a positive refractive power, a first surface of the fourth lens 240 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 240 has a concave shape in the paraxial region.

제5 렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다. The fifth lens 250 has a positive refractive power, a first surface of the fifth lens 250 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 250 has a concave shape in the paraxial region.

제6 렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 260 has a negative refractive power, a first surface of the sixth lens 260 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 260 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(260)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the sixth lens 260 . For example, the first surface of the sixth lens 260 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the sixth lens 260 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제7 렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(270)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(270)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The seventh lens 270 has a negative refractive power, a first surface of the seventh lens 270 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the seventh lens 270 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(270)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(270)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the seventh lens 270 . For example, the first surface of the seventh lens 270 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the seventh lens 270 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 각 면은 표 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 210 to the seventh lens 270 has an aspherical coefficient as shown in Table 8. As shown in FIG. For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 210 to the seventh lens 270 are aspherical.

도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 16 .

도 13 및 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 15 및 도 16은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.13 and 14 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 15 and 16 show a state in which the variable diaphragm is maximally tightened.

본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360) 및 제7 렌즈(370)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(380), 이미지 센서(390), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the third embodiment of the present invention includes a first lens 310 , a second lens 320 , a third lens 330 , a fourth lens 340 , a fifth lens 350 , and a sixth lens. 360 and an optical system including a seventh lens 370 , and further includes an infrared cut filter 380 , an image sensor 390 , a variable diaphragm VST and a diaphragm ST.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 9 및 표 10과 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Table 9 and Table 10 are shown.

표 9는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 9 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 10은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 10 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320) 사이에 배치되는 것도 가능하다.The imaging optical system according to the third embodiment of the present invention includes a variable stop VST disposed in front of the first lens 310 and an aperture ST disposed between the second lens 320 and the third lens 330 . ) is included. However, the diaphragm ST may be disposed between the first lens 310 and the second lens 320 .

가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 13 및 표 9 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 15 및 표 10 참조).The variable diaphragm VST and the diaphragm ST are devices configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 310 to the seventh lens 370 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable stop (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIGS. 13 and 9), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light may be variable. The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer FIG. 15 and Table 10).

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the imaging optical system according to the third exemplary embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention, Fno may be smaller than 1.7 when the diameter of the variable stop VST is maximum, and Fno may be greater than 2.0 when the diameter of the variable stop VST is the minimum. have.

그러나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, in the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention, even when Fno is changed, the focus is focused on the same position, so that the image quality can be maintained constant.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.14 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the third embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 14의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 14 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 14의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 14 , the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 14의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.In the longitudinal axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 14 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, the point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and the point 0.75 is from the optical axis. 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention, the variable stop VST or the stop ST serves as the effective aperture according to the diameter of the variable stop VST. . For example, when the variable diaphragm VST is maximally opened, the diaphragm ST serves as an effective opening, and when the variable diaphragm VST is maximally tightened, the variable diaphragm VST serves as an effective opening. .

도 14를 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 14 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Alternatively, the longitudinal spherical aberration may be configured to have a largest value at a point between 0.2 and 0.3 and a smallest value at a point between 0.7 and 1.0.

일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 1.0 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.For example, with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more, longitudinal spherical aberration may be the largest at 0.25 and the smallest at 1.0.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.In addition, the imaging optical system according to the third embodiment of the present invention may be configured in a form in which the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the third embodiment of the present invention, the first lens 310 has positive refractive power, the first surface of the first lens 310 has a convex shape in the paraxial region, and the second surface of the first lens 310 has a It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 320 has a negative refractive power, a first surface of the second lens 320 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the second lens 320 has a concave shape in the paraxial region.

제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.The first lens 310 and the second lens 320 may be made of a plastic material having different optical properties. For example, the difference between the Abbe's number between the first lens 310 and the second lens 320 may exceed 30.

제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 330 has positive refractive power, a first surface of the third lens 330 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the third lens 330 has a concave shape in the paraxial region.

제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fourth lens 340 has positive refractive power, and the first and second surfaces of the fourth lens 340 are convex in the paraxial region.

제5 렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(350)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다. The fifth lens 350 has a positive refractive power, a first surface of the fifth lens 350 has a concave shape in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 350 has a convex shape in the paraxial region.

제6 렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 360 has a negative refractive power, a first surface of the sixth lens 360 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 360 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(360)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the sixth lens 360 . For example, the first surface of the sixth lens 360 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the sixth lens 360 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제7 렌즈(370)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(370)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(370)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The seventh lens 370 has a negative refractive power, a first surface of the seventh lens 370 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the seventh lens 370 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(370)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(370)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the seventh lens 370 . For example, the first surface of the seventh lens 370 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the seventh lens 370 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 각 면은 표 11에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.On the other hand, each surface of the first lens 310 to the seventh lens 370 has an aspherical coefficient as shown in Table 11 . For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 310 to the seventh lens 370 are aspherical.

도 17 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 to 24 .

도 17 및 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 19 및 도 20은 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 21 및 도 22는 가변 조리개가 더 조여진 상태를 나타낸 것이고, 도 23 및 도 24는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.17 and 18 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention, FIGS. 19 and 20 show the state in which the variable diaphragm is tightened, and FIGS. 21 and 22 shows a state in which the variable diaphragm is further tightened, and FIGS. 23 and 24 show a state in which the variable diaphragm is maximally tightened.

본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450), 제6 렌즈(460) 및 제7 렌즈(470)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(480), 이미지 센서(490), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention includes a first lens 410 , a second lens 420 , a third lens 430 , a fourth lens 440 , a fifth lens 450 , and a sixth lens. 460 and an optical system including a seventh lens 470 , and further includes an infrared cut filter 480 , an image sensor 490 , a variable diaphragm (VST), and a diaphragm (ST).

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 12 내지 표 15와 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Tables 12 to 15 are shown.

표 12는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 12 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 13은 가변 조리개의 직경이 표 12보다 작아진 경우를 나타낸다.Table 13 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is smaller than that of Table 12.

표 14는 가변 조리개의 직경이 표 13보다 작아진 경우를 나타낸다.Table 14 shows a case in which the diameter of the variable diaphragm is smaller than that of Table 13.

표 15는 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 15 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(420)와 제3 렌즈(430) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420) 사이에 배치되는 것도 가능하다.An imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention includes a variable stop VST disposed in front of the first lens 410 and an aperture ST disposed between the second lens 420 and the third lens 430 . ) is included. However, the diaphragm ST may be disposed between the first lens 410 and the second lens 420 .

가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 17 및 표 12 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 23 및 표 15 참조).The variable diaphragm VST and the diaphragm ST are devices configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 410 to the seventh lens 470 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable diaphragm (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIGS. 17 and 12), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light may be variable. The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer FIG. 23 and Table 15).

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention, Fno may be smaller than 1.7 when the diameter of the variable stop VST is maximum, and Fno may be greater than 2.0 when the diameter of the variable stop VST is the minimum. have.

일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.5일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.In general, when the Fno value is changed, the focus position also changes. As an example, a focusing position when Fno is 1.5 and a focusing position when Fno is 2.6 may be different.

그러나, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention, even when Fno is changed, the focus is focused on the same position, so that the image quality can be maintained constant.

도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.18 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the fourth embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 18의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 18 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 18의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 18 , the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 18의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.In the vertical axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 18 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, the point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and the point 0.75 is from the optical axis. 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention, the variable stop VST or the stop ST serves as the effective aperture depending on the diameter of the variable stop VST. . For example, when the variable diaphragm VST is maximally opened, the diaphragm ST serves as an effective opening, and when the variable diaphragm VST is maximally tightened, the variable diaphragm VST serves as an effective opening. .

도 18을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 18 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 555 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.In addition, the imaging optical system according to the fourth embodiment of the present invention may be configured in a form in which the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제4 실시예에서, 제1 렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(410)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(410)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the fourth embodiment of the present invention, the first lens 410 has a positive refractive power, the first surface of the first lens 410 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 410 is It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(420)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(420)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 420 has a negative refractive power, a first surface of the second lens 420 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the second lens 420 has a concave shape in the paraxial region.

제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.The first lens 410 and the second lens 420 may be made of a plastic material having different optical properties. For example, the difference between the Abbe's number between the first lens 410 and the second lens 420 may exceed 30.

제3 렌즈(430)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(430)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(430)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 430 has positive refractive power, a first surface of the third lens 430 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the third lens 430 has a concave shape in the paraxial region.

제4 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(440)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fourth lens 440 has positive refractive power, and the first and second surfaces of the fourth lens 440 are convex in the paraxial region.

제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(450)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(450)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다. The fifth lens 450 has a negative refractive power, a first surface of the fifth lens 450 has a concave shape in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 450 has a convex shape in the paraxial region.

제6 렌즈(460)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(460)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(460)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 460 has positive refractive power, a first surface of the sixth lens 460 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 460 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(460)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(460)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(460)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the sixth lens 460 . For example, the first surface of the sixth lens 460 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the sixth lens 460 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제7 렌즈(470)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(470)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(470)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The seventh lens 470 has a negative refractive power, a first surface of the seventh lens 470 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the seventh lens 470 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제7 렌즈(470)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(470)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(470)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the seventh lens 470 . For example, the first surface of the seventh lens 470 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the seventh lens 470 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)의 각 면은 표 16에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 410 to the seventh lens 470 has an aspherical coefficient as shown in Table 16. As shown in FIG. For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 410 to the seventh lens 470 are aspherical.

도 25 내지 도 28을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 25 to 28 .

도 25 및 도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 27 및 도 28은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.25 and 26 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 27 and 28 show a state in which the variable diaphragm is maximally tightened.

본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(570), 이미지 센서(580), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention includes a first lens 510 , a second lens 520 , a third lens 530 , a fourth lens 540 , a fifth lens 550 , and a sixth lens. It includes an optical system having a 560 , and further includes an infrared cut filter 570 , an image sensor 580 , a variable diaphragm (VST), and a diaphragm (ST).

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 17 및 표 18과 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Table 17 and Table 18 are shown.

표 17은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 17 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 18은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 18 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(520)와 제3 렌즈(530) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520) 사이에 배치되는 것도 가능하다.An imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention includes a variable stop VST disposed in front of the first lens 510 and an aperture ST disposed between the second lens 520 and the third lens 530 . ) is included. However, the diaphragm ST may be disposed between the first lens 510 and the second lens 520 .

가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 25 및 표 17 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 27 및 표 18 참조).The variable diaphragm VST and the diaphragm ST are devices configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 510 to the sixth lens 560 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable diaphragm (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIGS. 25 and 17), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light is variable. The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer FIG. 27 and Table 18).

한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention, Fno may be smaller than 1.7 when the diameter of the variable stop VST is maximum, and Fno may be greater than 2.0 when the diameter of the variable stop VST is the minimum. have.

일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.7일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.In general, when the Fno value is changed, the focus position also changes. As an example, a focusing position when Fno is 1.7 and a focusing position when Fno is 2.6 may be different.

그러나, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention can keep the image quality constant by focusing on the same position even when Fno is changed.

도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.26 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the fifth embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 26의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 26 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 26의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 26, the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 26의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.In the longitudinal axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 26 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and point 0.75 is from the optical axis 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention, the variable stop VST or the stop ST serves as the effective aperture according to the diameter of the variable stop VST. . For example, when the variable diaphragm VST is maximally opened, the diaphragm ST serves as an effective opening, and when the variable diaphragm VST is maximally tightened, the variable diaphragm VST serves as an effective opening. .

도 26을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 26 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the fifth embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 555 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

일 예로, 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.4 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.For example, with respect to light having a wavelength of 555 nm or more, the longitudinal spherical aberration may be the largest at the point 0.4 and the smallest at the point 0.75.

또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.In addition, the optical imaging system according to the fifth embodiment of the present invention may be configured in a form in which the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제5 실시예에서, 제1 렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(510)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(510)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the fifth embodiment of the present invention, the first lens 510 has positive refractive power, the first surface of the first lens 510 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 510 has a It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(520)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(520)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The second lens 520 has a positive refractive power, and the first and second surfaces of the second lens 520 are convex in the paraxial region.

제3 렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(530)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 530 has a negative refractive power, a first surface of the third lens 530 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the third lens 530 has a concave shape in the paraxial region.

제4 렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(540)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fourth lens 540 has positive refractive power, and the first and second surfaces of the fourth lens 540 are convex in the paraxial region.

제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(550)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fifth lens 550 has a negative refractive power, a first surface of the fifth lens 550 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 550 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제5 렌즈(550)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제5 렌즈(550)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the fifth lens 550 . For example, the first surface of the fifth lens 550 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the fifth lens 550 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제6 렌즈(560)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(560)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(560)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 560 has a negative refractive power, a first surface of the sixth lens 560 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 560 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(560)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(560)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(560)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the sixth lens 560 . For example, the first surface of the sixth lens 560 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the sixth lens 560 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 각 면은 표 19에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 510 to the sixth lens 560 has an aspherical coefficient as shown in Table 19. As shown in FIG. For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 510 to the sixth lens 560 are aspherical.

도 29 내지 도 32를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 29 to 32 .

도 29 및 도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 31 및 도 32는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.29 and 30 show a state in which the variable diaphragm is maximally opened in the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 31 and 32 show a state in which the variable diaphragm is maximally tightened.

본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(610), 제2 렌즈(620), 제3 렌즈(630), 제4 렌즈(640), 제5 렌즈(650), 제6 렌즈(660), 제7 렌즈(670) 및 제8 렌즈(680)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(690), 이미지 센서(700), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.The imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention includes a first lens 610 , a second lens 620 , a third lens 630 , a fourth lens 640 , a fifth lens 650 , and a sixth lens. 660 , an optical system including a seventh lens 670 and an eighth lens 680 , and an infrared cut filter 690 , an image sensor 700 , a variable diaphragm (VST), and an iris (ST) include

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 20 및 표 21과 같다.The lens characteristics of each lens (Radius of curvature, Thickness or Distance between lenses, Index, Abbe number, Effective aperture radius) Table 20 and Table 21 are shown.

표 20은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.Table 20 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the largest.

표 21은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.Table 21 shows the case where the diameter of the variable diaphragm is the minimum.

본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(610)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(620)와 제3 렌즈(630) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(610)와 제2 렌즈(620) 사이에 배치되는 것도 가능하다.The imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention includes a variable stop VST disposed in front of the first lens 610 and an aperture ST disposed between the second lens 620 and the third lens 630 . ) is included. However, the diaphragm ST may be disposed between the first lens 610 and the second lens 620 .

가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 29 및 표 20 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 31 및 표 21 참조).The variable diaphragm VST and the diaphragm ST are devices configured to selectively change the amount of light incident on the optical system including the first lens 610 to the eighth lens 680 . For example, in a low-illuminance environment, the diameter of the variable stop (VST) may be increased so that a relatively large amount of light is incident (see FIG. 29 and Table 20), and in a high-illuminance environment, a relatively small amount of light may be variable. The diameter of the diaphragm VST can be made small (refer FIG. 31 and Table 21).

한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.Meanwhile, the optical imaging system according to the sixth embodiment of the present invention may be configured such that Fno changes according to the diameter of the variable stop VST. Fno is a number representing the brightness of the optical system.

본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.In the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention, Fno may be smaller than 1.7 when the diameter of the variable stop VST is maximum, and Fno may be greater than 2.0 when the diameter of the variable stop VST is the minimum. have.

일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.6일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.In general, when the Fno value is changed, the focus position also changes. As an example, a focusing position when Fno is 1.6 and a focusing position when Fno is 2.6 may be different.

그러나, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.However, the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention can keep the image quality constant by focusing on the same position even when Fno is changed.

도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.30 is a curve showing aberration characteristics when the optical imaging system according to the sixth embodiment of the present invention has the smallest Fno value.

도 30의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.The curve on the left side of FIG. 30 shows the longitudinal spherical aberration of the imaging optical system for light of various wavelengths.

도 30의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.In the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 30 , the horizontal axis represents the coefficient of the longitudinal spherical aberration, and the vertical axis represents the normalization of the distance from the optical axis to the effective aperture.

도 30의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.In the longitudinal axis of the longitudinal spherical aberration curve of FIG. 30 , when the distance from the optical axis to the effective aperture is 1, point 0.25 may mean 25% of the distance from the optical axis to the effective aperture, and point 0.75 is from the optical axis 75% of the distance to the effective opening.

유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.The effective aperture is a stop that actually blocks light, and in the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention, the variable stop VST or the stop ST serves as the effective aperture depending on the diameter of the variable stop VST. . For example, when the variable diaphragm VST is maximally opened, the diaphragm ST serves as an effective opening, and when the variable diaphragm VST is maximally tightened, the variable diaphragm VST serves as an effective opening. .

도 30을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 30 , when the variable stop VST is maximally opened and Fno has the smallest value, the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention has a longitudinal spherical surface with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more. The aberration may be configured to have a largest value at a position close to the optical axis and a smallest value at a position close to the effective aperture.

일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.4 지점에서 가장 크고, 1.0 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.For example, with respect to light having a wavelength of 546.1 nm or more, longitudinal spherical aberration may be the largest at 0.4 and the smallest at 1.0.

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.Also, the optical imaging system according to the sixth embodiment of the present invention may be configured in such a way that the longitudinal spherical aberration curve has an inflection point.

본 발명의 제6 실시예에서, 제1 렌즈(610)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(610)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(610)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the sixth embodiment of the present invention, the first lens 610 has a positive refractive power, the first surface of the first lens 610 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 610 is It is concave in the paraxial region.

제2 렌즈(620)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(620)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(620)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 620 has a positive refractive power, a first surface of the second lens 620 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the second lens 620 has a concave shape in the paraxial region.

제3 렌즈(630)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(630)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The third lens 630 has positive refractive power, and the first and second surfaces of the third lens 630 are convex in the paraxial region.

제4 렌즈(640)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(640)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(640)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 640 has a negative refractive power, a first surface of the fourth lens 640 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 640 has a concave shape in the paraxial region.

제5 렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(650)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(650)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fifth lens 650 has a negative refractive power, a first surface of the fifth lens 650 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 650 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제5 렌즈(650)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제5 렌즈(650)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제5 렌즈(650)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the fifth lens 650 . For example, the first surface of the fifth lens 650 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the fifth lens 650 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제6 렌즈(660)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(660)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제6 렌즈(660)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The sixth lens 660 has a positive refractive power, a first surface of the sixth lens 660 has a concave shape in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 660 has a convex shape in the paraxial region.

제7 렌즈(670)는 정의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(670)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(670)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The seventh lens 670 has positive refractive power, and a first surface of the seventh lens 670 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the seventh lens 670 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제7 렌즈(670)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(670)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(670)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the seventh lens 670 . For example, the first surface of the seventh lens 670 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the seventh lens 670 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

제8 렌즈(680)는 부의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(680)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제8 렌즈(680)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The eighth lens 680 has a negative refractive power, a first surface of the eighth lens 680 has a convex shape in the paraxial region, and a second surface of the eighth lens 680 has a concave shape in the paraxial region.

또한, 제8 렌즈(680)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제8 렌즈(680)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제8 렌즈(680)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first and second surfaces of the eighth lens 680 . For example, the first surface of the eighth lens 680 may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. The second surface of the eighth lens 680 may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

한편, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 각 면은 표 22에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 610 to the eighth lens 680 has an aspherical coefficient as shown in Table 22. As shown in FIG. For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 610 to the eighth lens 680 are aspherical.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above, the configuration and features of the present invention have been described based on the embodiments according to the present invention, but the present invention is not limited thereto, and it is understood that various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It is intended that such changes or modifications will be apparent to those skilled in the art, and therefore fall within the scope of the appended claims.

110, 210, 310, 410, 510, 610: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520, 620: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530, 630: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540, 640: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550, 650: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560, 660: 제6 렌즈
170, 270, 370, 470, 670: 제7 렌즈
680: 제8 렌즈
180, 280, 380, 480, 570, 690: 적외선 차단 필터
190, 290, 390, 490, 580, 700: 이미지 센서
VST: 가변 조리개
ST: 조리개110, 210, 310, 410, 510, 610: first lens
120, 220, 320, 420, 520, 620: second lens
130, 230, 330, 430, 530, 630: third lens
140, 240, 340, 440, 540, 640: fourth lens
150, 250, 350, 450, 550, 650: fifth lens
160, 260, 360, 460, 560, 660: sixth lens
170, 270, 370, 470, 670: 7th lens
680: eighth lens
180, 280, 380, 480, 570, 690: infrared cut filter
190, 290, 390, 490, 580, 700: image sensor
VST: Variable Aperture
ST: aperture

Claims

arranged in order from the object side toward the upper side,
a first lens having positive refractive power;
a second lens having a negative refractive power;
a third lens having positive refractive power;
a fourth lens having positive refractive power;
a fifth lens having a negative refractive power;
a sixth lens having positive refractive power; and
A seventh lens having a negative refractive power;
When the largest refractive index among the refractive index of the second lens, the refractive index of the third lens, and the refractive index of the fourth lens is Nmax,
1.64 < Nmax ≤ 1.75,
When the radius of curvature of the object-side surface of the sixth lens is Ri, and the radius of curvature of the image-side surface of the sixth lens is Rj,
An imaging optical system satisfying -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5.

According to claim 1,
When the distance from the object-side surface of the first lens to the imaging plane is TTL, and a half of the diagonal length of the imaging plane is IMGHT,
An imaging optical system satisfying TTL/IMGHT < 2.0.

According to claim 1,
When the field of view of the optical system including the first lens to the seventh lens is FOV,
An imaging optical system that satisfies FOV ≥ 70°.

According to claim 1,
When the combined focal length of the first lens to the fourth lens is f14, and f is the total focal length of the optical system including the first lens to the seventh lens,
An imaging optical system satisfying f14 > f.

According to claim 1,
The first lens has a convex object-side surface and a concave image-side surface of the first lens.

6. The method of claim 5,
The second lens has a convex object-side surface and a concave image-side surface of the second lens.

7. The method of claim 6,
The third lens is an imaging optical system in which the object-side surface is convex and the image-side surface is concave.

8. The method of claim 7,
The fourth lens is an imaging optical system in which an object-side surface is convex.

9. The method of claim 8,
The sixth lens is an imaging optical system in which an object-side surface is convex.

10. The method of claim 9,
The seventh lens is an imaging optical system in which an image side surface is concave.

arranged in order from the object side toward the upper side,
a first lens having positive refractive power and having a convex object-side surface and a concave image-side surface;
a second lens having positive refractive power and having a convex object-side surface;
a third lens having negative refractive power and having an object-side surface convex and an image-side surface concave;
a fourth lens having positive refractive power;
a fifth lens having a negative refractive power; and
A sixth lens having a negative refractive power;
When the largest refractive index among the refractive index of the second lens, the refractive index of the third lens, and the refractive index of the fourth lens is Nmax,
1.64 < Nmax ≤ 1.75,
When the radius of curvature of the object-side surface of the fifth lens is Ri, and the radius of curvature of the image-side surface of the fifth lens is Rj,
An imaging optical system satisfying -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5.

12. The method of claim 11,
When the distance from the object-side surface of the first lens to the imaging plane is TTL, and a half of the diagonal length of the imaging plane is IMGHT,
An imaging optical system satisfying TTL/IMGHT < 2.0.

12. The method of claim 11,
When the field of view of the optical system including the first lens to the sixth lens is FOV,
An imaging optical system that satisfies FOV ≥ 70°.

delete

12. The method of claim 11,
The fourth lens is an imaging optical system in which an image side surface is convex.

18. The method of claim 17,
The sixth lens has a convex object-side surface and a concave image-side surface of the sixth lens.