JP2024500096A - 光学系 - Google Patents
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Abstract
本発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ 、第7レンズ、及び第8レンズを含み、前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側面は凸状であり、前記第2レンズは、負の屈折力を有し、センサー側面が凹状であり、前記第6レンズは、物体側面及びセンサー側面の少なくとも一つが変曲点を有し、前記第7レンズは、正の屈折力を有し、センサー側面が凸状であり、前記第8レンズは、負の屈折力を有し、物体側面及びセンサー側面が少なくとも一つの変曲点を有し、前記第1~第8レンズの中心厚さのうち、前記第7レンズの中心厚さが最も厚くてもよい。【選択図】図1
Description
本発明の実施例は、高解像度のための光学系に関する。
カメラモジュールは、オブジェクトを撮影してイメージまたは動画に保存する機能を実行し、多様なアプリケーションに装着されている。特にカメラモジュールは、超小型で製作され、スマートフォン、タブレットPC、ノートパソコンなどの携帯用デバイスだけでなく、ドローン、車両などに適用されて、多様な機能を提供している。例えば、カメラモジュールの光学系は、像(image)を結像する撮像レンズ、結像された像を電気信号に変換するイメージセンサーを含むことができる。このとき、前記カメラモジュールは、イメージセンサーと撮像レンズとの間の間隔を自動調節してレンズの焦点距離を整列するオートフォーカスAF(autofocus)機能を果たすことができ、ズームレンズ(zoom lens)を通じて遠距離のオブジェクトの倍率を増加または減少させて撮影するズームアップ(zoom up)またはズームアウト(zoom out)のズーミング(zooming)機能を果たすことができる。また、カメラモジュールは、画像ブレ防止IS(image stabilization)技術を採用して、不安定な固定装置あるいはユーザの動きに起因するカメラの動きによる画像のブレを補正または防止する技術が採用されている。このようなカメラモジュールが像(image)を得るために最も重要な要素は、像(image)を結像する撮像レンズである。最近、高解像度に対する関心が高まっており、これを具現するために5枚または6枚のレンズを用いた研究が進められている。また、高解像度の具現のために、正(+)の屈折力または負(-)の屈折力を有する複数の撮像レンズを用いた研究が進められている。しかし、複数のレンズを配置する場合、優れた光学特性、収差特性を導き出すことが困難であるという問題点がある。したがって、上述の問題を解決することができる新しい光学系が求められている。
本発明の実施例は、光学特性が向上した光学系を提供することを目的とする。本発明の実施例は、少なくとも8枚のレンズを有する光学系を提供することを目的とする。本発明の実施例は、少なくとも8枚のレンズの物体側面とセンサー側面が非球面を有する光学系を提供することを目的とする。本発明の実施例は、少なくとも8枚のレンズのうち、少なくとも1枚の正(+)の屈折力を有するレンズと、少なくとも4枚の負(-)の屈折力を有するレンズとが光軸に対して整列された光学系を提供することを目的とする。
本発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ 、第7レンズ、及び第8レンズを含み、前記第1レンズは、負の屈折力を有し、光軸上で物体側面が凹状であり、前記第4レンズは、光軸上で物体側面とセンサー側面が両方とも凸状であり、低屈折率を有し、前記第5レンズは、光軸上でセンサー側面が凹状であり、高屈折率であり、前記第7レンズは、正(+)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凹状であり、前記第8レンズは、負(-)の屈折力を有し、光軸上で センサー側面が凸状であり、下記の数式1を満足し、<数1> 0.5>f4/F<1.5、前記f4は、第4レンズの焦点距離であり、Fは、光学系の有効焦点距離であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式2、3、及び4のうち少なくとも一つを満足し、<数2> 1.4>nd1<1.6、前記nd1は、第1レンズの587nmにおける屈折率であり、<数3> 10>vd5<30、前記vd5は、第5レンズのアッベ数であり、<数4> F/EPD>1、前記EPDは、光学系の入射瞳の直径であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式5、6、及び7のうち少なくとも一つを満足し、<数5> 1>T1/T3<5、<数6> 1>T4/T5<5、<数7> 1>T7/T8<5、T1は、第1レンズの中心厚であり、T3は、第3レンズの中心厚であり、T4は、第4レンズの中心厚であり、T5は、第5レンズの中心厚であり、T7は、第7レンズの中心厚であり、T8は、第8レンズの中心厚であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式8及び9の少なくとも一つを含み、<数8> |f5|>|f4|、<数9> 0.5>|f7|/|f8|<2、f4は、第4レンズの焦点距離であり、f5は、第5レンズの焦点距離であり、f7は、第7レンズが焦点距離であり、f8は、第8レンズの焦点距離であり得る。
本発明の実施例によれば、前記第1レンズの中心厚さは、第2~第8レンズの中心部のそれぞれの厚さよりも厚く、前記第1レンズと第2レンズとの間の光軸間隔は、前記第2~第8レンズの隣接する2つのレンズ間の光軸間隔よりも大きくてもよい。
本発明の一実施例によれば、前記第1~第8レンズの光軸上で物体側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、物体側面が凹状のレンズは、4枚以下であり得る。
本発明の実施例によれば、前記第1~第8レンズの光軸上でセンサー側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、センサー側面が凹状のレンズは、4枚以下であり得る。前記第1、5、6、及び8レンズのセンサー側面は、凹状であり得る。前記第1~第8レンズのうち、アッベ数が50以上のレンズは、5枚以上であり、50未満のレンズは、3枚以下であり得る。
本発明の実施例によれば、前記第1~第8レンズのうち、屈折率が1.6以上のレンズは、3枚以上であり、屈折率が1.6未満のレンズは、5枚以下であり得る。前記第1~第8レンズの中心厚さが0.5mm以上のレンズは、3枚以上であり、0.5mm未満のレンズは、5枚以下であり、前記第1、2、3レンズの中心厚さがT1、T2、及びT3である場合、T3<T2<T1を満足することができる。前記第3~第6レンズの中心厚さがT3、T4、T5、及びT6である場合、T5≦T3<T6<T4を満足することができる。
本発明の一実施例によれば、前記第1~第8レンズのうち第2レンズの焦点距離が最も大きくてもよい。前記第3レンズを基準として、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第1レンズ、前記第2レンズ、及び前記第3レンズの順に小さくなり、前記第3レンズを基準として、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第3レンズ、前記第4レンズ、前記第5レンズ、及び前記第6レンズの順に大きくなることがある。
本発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、 及び第8レンズを含み、前記第1レンズは、負の屈折力を有し、光軸上で物体側面が凹状であり、前記第4レンズは、光軸上で物体側面とセンサー側面が両方とも凸状であり、低屈折率を有し、前記第5レンズは、光軸上でセンサー側面が凹状であり、高屈折率であり、前記第7レンズは、正(+)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凸状であり、前記第8レンズは、負(-)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凹状であり、前記第1~第8レンズの光軸上で物体側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、センサー側面が凹状のレンズは、5枚以下であり、前記第1~第8レンズの物体側面とセンサー側面のうち変曲点を有する面は、4面以上であり得る。
本発明の実施例によれば、前記第8レンズのセンサー側に配置されたイメージセンサーと、前記イメージセンサーと前記第8レンズとの間に配置された光学フィルタと、を含み、前記数式1~4のうち少なくとも一つを含むことができる。
実施例に係る光学系は、収差特性を補正することができ、スリムな光学系を具現することができる。これにより、光学系を小型化することができ、高画質及び高解像度を具現することができる。実施例に係る光学系は、光学系に入る不要な光を遮断することができる。これにより、収差を減少させて光学系の性能を向上させることができる。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。但し、本発明の技術思想は、説明される一部の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間にその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置換して使うことができる。また、本発明の実施例で使われる用語(技術及び科学的用語を含む)は、明らかに特に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者にとって一般的に理解され得る意味と解釈され得、辞書に定義された用語のように一般的に使われる用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮して、その意味を解釈することができるであろう。また、本発明の実施例で使われる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文句で特に言及しない限り、複数形も含むことができ、「A及び(と)B、Cのうち少なくとも一つ(または一つ以上)」と記載される場合、A、B、Cで組み合わせできるすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。また、本発明の実施例の構成要素を説明するにあたって、第1、第2、A、B、(a)、(b)等の用語を使うことができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって該当構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。そして、或る構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合のみならず、その構成要素とその他の構成要素との間にあるまた他の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる 。また、各構成要素の「上(うえ)または、下(した)」に形成または配置されるものと記載される場合、上(うえ)または下(した)は、2つの構成要素が互いに直接接触する場合のみならず、一つ以上のまた他の構成要素が前記2つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上(うえ)または下(した)」で表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
本発明の説明において、最初のレンズは物体側に最も近いレンズを意味し、最後のレンズは像側(またはセンサー面)に最も近いレンズを意味する。本発明の説明において、特に言及しない限り、レンズの半径、有効径、厚さ、距離、BFL(Back Focal Length)、TTL(Total track length or Total Top Length)などの単位は全てmmである。本明細書にいて、レンズの形状は、レンズの光軸を基準に示したものである。一例として、レンズの物体側面が凸状であるという意味は、該当レンズの物体側面で光軸付近が凸状であることを意味であり、光軸周辺が凸状であるという意味ではない。したがって、レンズの物体側面が凸状であると説明された場合であっても、該当レンズの物体側面における光軸周辺部分は凹状であり得る。本明細書において、レンズの厚さ及び曲率半径は、該当レンズの光軸を基準に測定されたものであることを明らかにする。また、「物体側面」とは、光軸を基準に物体側(Object side)に向かうレンズの面を意味することができ、「像側(Image side)」とは、光軸を基準に撮像面に向かうレンズの面を意味することができる。
本発明の実施例に係る光学系は、複数のレンズを含むことができる。詳細には、第1~第3実施例に係る光学系は、少なくとも8枚のレンズを含むことができる。高解像度で進むほどイメージセンサーのサイズもさらに大きくなり、イメージセンサーの解像度によってレンズの枚数も徐々に増加する。本発明の実施例は、少なくとも8枚のレンズを用いて高解像度光学系を提供しようとする。
図1を参照すると、第1実施例に係る光学系は、例えば、物体側から像側方向に順次配置される第1レンズ111、第2レンズ112、第3レンズ113、第4レンズ114、第5レンズ115、第6レンズ116、第7レンズ117、及び第8レンズ118を含むことができる。前記光学系は、光学フィルタ192及びイメージセンサー190を含むことができる。前記複数のレンズ111~118を有する光学系は、レンズ光学系として定義することができ、前記レンズ111~118と光学フィルタ192及びイメージセンサー190をさらに含む光学系は、カメラモジュールとして定義することができる。前記カメラモジュールには、回路基板、少なくとも一つのレンズまたは2つ以上のレンズを支持する少なくとも一つのレンズホルダー、及び前記レンズホルダーを光軸方向または/及び光軸に垂直な方向に移動する一つまたは複数の駆動部材のうち少なくとも一つを含むことができる。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118は、前記光学系の光軸Lxに沿って順次配置され得る。物体の映像情報に該当する光は、前記第1レンズ111、第2レンズ112、第3レンズ113、第4レンズ114、第5レンズ115、第6レンズ116、第7レンズ117、及び第8レンズ118を介して入射し、前記光学フィルタ192を通過して前記イメージセンサー190に焦点が結ばれ、電気信号として獲得され得る。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のそれぞれは、有効領域及び非有効領域を含むことができる。前記有効領域は、各レンズに有効な光が入射または出射される領域であり得る。即ち、前記有効領域は、入射した光が屈折されて光学特性を具現する領域であり得る。前記非有効領域は、前記有効領域の周りに配置され得る。前記非有効領域は、前記光が入射しない領域であり得る。即ち、前記非有効領域は、光学系の光学特性とは無関係の領域であり得る。また、前記非有効領域は、前記レンズを収容するバレル(図示せず)などに固定される領域であるか、各レンズの物体側またはセンサー側の周囲に配置された遮光部またはスペーサによって光が遮光される領域であり得る。ここで、物体側面は、入射側面であり得、センサー側面は、像側面または出射側面であり得る。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のうち少なくとも一つまたは2つ以上、または第5~第8レンズ115、116、117、118のうち少なくとも一つまたは2つ以上は、光軸Lxと直交する第1方向の有効径が、前記第1方向と直交する第2方向の有効径よりも小さい長さを有することができる。このようなレンズは、第2方向には直径を有し、第1方向は、前記第2方向の直径よりも小さい距離を有する非円形状で提供され得る。
図1による光学系は、入射する光量を調節するための絞りSTを含むことができる。前記絞りSTは、前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のうちから選択される2つのレンズの間に配置され得る。例えば、前記絞りSTは、第3レンズ113と第4レンズ114との間の外側周りに配置されるか、または第2レンズ112と第3レンズ113との間の外側周りに配置され得る。前記絞りSTは、第3レンズ113のセンサー側面の周りまたは第4レンズ114の物体側面の周りに配置され得る。他の例として、前記第1~第8のレンズ111、112、113、114、115、116、117、118のうち少なくとも一つのレンズは、絞りとして役割を果たすことができる。例えば、前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のレンズ面のうちから選択される一つの面は、光量を調節する絞りとして役割を果たすことができる。例えば、第3レンズ113のセンサー側面の周りまたは第4レンズ114の物体側面の周りが絞りとして役割を果たすことができる。
図1を参照すると、光学系における第1レンズ111は、負(-)の屈折力を有することができる。前記第1レンズ111は、プラスチック材質を含むことができる。前記第1レンズ111は、物体側面として定義される第1面S1及びセンサー側面として定義される第2面S2を含むことができる。光軸Lx上で前記第1面S1は凹状であり得、前記第2面S2は凹状であり得る。前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つの面は、変曲点を含むことができ、例えば、前記第1面S1は、前記第1面S1の光軸周辺とエッジとの間に変曲点を有することができる。前記第1レンズ111の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズは、前記第2レンズ112または第3レンズ113の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズよりも大きくてもよい。ここで、前記有効径は、光が入射する物体側面またはセンサー側面の有効領域の直径であり得る。
前記第2レンズ112は、正(+)の屈折力を有することができる。前記第2レンズ112は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第2レンズ112は、物体側面として定義される第3面S3及びセンサー側面として定義される第4面S4を含むことができる。光軸Lx上で前記第3面S3は凹状であり得、前記第4面S4は凸状であり得る。前記第3面S3及び前記第4面S4のうち少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第2レンズ112は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第3面S3は、凸状または平面状であり得、前記第4面S4は、凹状または平面状であり得る。
ここで、前記第1レンズ111の中心厚は、前記第2及び第3レンズ112、113のそれぞれの中心厚よりも大きくてもよい。前記第1レンズ111の中心厚さは、前記第2レンズ112の中心厚さの1.5倍以上、例えば1.5倍~2.5倍の範囲であり得る。前記第1レンズ111の中心厚さは、前記第3レンズ113の中心厚さの2倍以上、例えば2倍~4倍の範囲、または2.5倍~3.5倍の範囲であり得る。ここで、前記第1レンズ111の中心厚さは、光学系のレンズの中心厚さの中で最も大きくてもよく、0.7mm以上、例えば0.7mm~1mmの範囲であり得る。前記第1レンズ111の中心厚さは、前記第2レンズ112と第3レンズ113の中心厚さの和よりも大きくてもよい。
前記第1レンズ111と前記第2レンズ112との間の光軸間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔の中で最も大きくてもよく、例えば、第2レンズ112の中心厚さの80%以上、例えば80%~120%の範囲であり得る。前記第1レンズ111と前記第2レンズ112との光軸間隔と前記第2レンズ112の中心厚との差は、0.1mm以下であり得る。前記第1レンズ111と前記第2レンズ112との間の光軸間隔は、0.35mm以上、例えば0.35mm~0.55mmの範囲であり得る。
前記第3レンズ113は、正(+)の屈折力を有することができる。前記第3レンズ113は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第3レンズ113は、物体側面として定義される第5面S5及びセンサー側面として定義される第6面S6を含むことができる。前記第5面S5は凹状であり得、前記第6面S6は凸状であり得る。即ち、前記第3レンズ113は、像側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第5面S5及び第6面S6のうち少なくとも一つの面または両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第3レンズ113は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第5面S5は、凸状または平面状であり得、前記第6面S6は、凹状または平面状であり得る。
前記第2レンズ112と第3レンズ113との間の光軸間隔は、第1、2レンズ111、112間の光軸間隔よりも小さく、第3、4レンズ113、114間の光軸間隔よりも大きくてもよい。前記第2レンズ112と第3レンズ113との間の光軸間隔は、第5,6レンズ115,116間の光軸間隔よりも小さく、第6,7レンズ116,117間の光軸間隔よりも小さく、第7,8レンズ117,118間の光軸間隔よりも大きくてもよい。
前記第4レンズ114は、正(+)の屈折力を有することができる。前記第4レンズ114は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第4レンズ114は、物体側面として定義される第7面S7及びセンサー側面として定義される第8面S8を含むことができる。光軸上で前記第7面S7は凸状であり得、前記第8面S8は凸状であり得る。前記第7面S7及び前記第8面S8の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第4レンズ114は、両側面が凸状であり得、絶対値で表すとき、中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第8面S8の曲率半径よりも大きくてもよく、5.5mm以上、例えば、5.5mm~8mmの範囲であり得る。中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第3面S3の曲率半径より小さくてもよく、前記第7面S7の曲率半径と前記第2面S2の曲率半径との差は、2mm以下であり得る。ここで、前記第4レンズ114の中心厚さは、前記第2レンズ112の中心厚さより大きくてもよく、0.45mm以上であり得、例えば0.45mm~0.7mmの範囲であり得る。前記第4レンズ114の中心厚さと前記第7レンズ117の中心厚さとの差は、0.1mm以下であり得、例えば、0.005mm~0.1mmの範囲であり得る。前記第4レンズ114の中心厚さは、前記第3レンズ113と第5レンズ115の中心厚さの和よりも大きくてもよい。
前記第5レンズ115は、負(-)の屈折力を有することができる。前記第5レンズ115は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第5レンズ115は、物体側面として定義される第9面S9及びセンサー側面として定義される第10面S10を含むことができる。前記第9面S9は凸状であり得、前記第10面S10は凹状であり得る。前記第9面S9は、中心部の周辺で少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記第9面S9及び前記第10面S10の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第5レンズ115の第9面S9は、平面状または凹状であり得る。
ここで、前記第3レンズ113を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第1レンズ111、前記第2レンズ112、及び前記第3レンズ113の順に小さくなってもよい。前記第3レンズ113を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第3レンズ113、前記第4レンズ114、前記第5レンズ115、及び前記第6レンズ116の順に大きくなってもよい。また、前記第7レンズ117の物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第6レンズ116の各面の有効径よりも大きく、第8レンズ118の各面の有効径よりも小さくてもよい。
前記第6レンズ116は、正(+)の屈折力を有することができる。前記第6レンズ116は、プラスチック材質を含むことができる。前記第6レンズ116は、物体側面として定義される第11面S11及びセンサー側面として定義される第12面S12を含むことができる。光軸上で前記第11面S11は凸状であり得、前記第12面S12は凹あり得る。前記第11面S11及び前記第12面S12は、非球面であり得る。前記第12面S12は、中心部の周辺に少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記変曲点は、光軸または中心よりもエッジにさらに隣接して配置され得る。他の例として、前記第6レンズ116は、負(-)の屈折力を有するか、前記第11面S11が平面または凹状であり得、前記第12面S12が平面または凸状であり得る。
前記第6レンズ116の中心厚さは、前記第5レンズ115の中心厚さより厚くてもよく、前記第7レンズ117の中心厚さよりも薄くてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第11面S11の曲率半径は、前記第5レンズ115の第10面S10の曲率半径よりも大きく、第7レンズ117の第14面S14の曲率半径よりも大きくてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第12面S12の曲率半径は、前記第10面S10及び第11面S11のそれぞれの曲率半径よりも大きく、第7レンズ117の第13面S13の曲率半径より小さくてもよい。
前記第7レンズ117は、負(-)の屈折力を有することができる。前記第7レンズ117は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第7レンズ117は、物体側面として定義される第13面S13及びセンサー側面として定義される第14面S14を含むことができる。光軸Lx上で前記第13面S13は凹状であり得、前記第14面S14は凸状であり得る。即ち、前記第7レンズ117は、センサー側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第13面S13及び前記第14面S14の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第13面S13は、平面または凸状であり得る。
前記第7レンズ117の中心厚さは、前記第6レンズ116の中心厚さよりも大きく、前記第8レンズ118の中心厚さよりも1.5倍さらに厚くてもよい。絶対値で表すとき、中心部における前記第13面S13の曲率半径は、前記第14面S14の曲率半径の4倍以上、例えば、4倍~6倍の範囲であり得る。前記第7レンズ117の中心厚さは、第3、5レンズ113、115のそれぞれの中心厚さの1.5倍以上、例えば1.5倍~3倍の範囲であり得る。
光軸Lx上で前記第7レンズ117と前記第6レンズ116との間の光軸間隔は、前記第7レンズ117と第8レンズ118との間の光軸間隔よりも大きくてもよく、前記7レンズ117の中心厚さよりも小さくてもよい。
前記第8レンズ118は、負(-)の屈折力を有することができる。前記第8レンズ118は、プラスチック材質を含むことができる。前記第8レンズ118は、物体側面として定義される第15面S15及びセンサー側面として定義される第16面S16を含むことができる。光軸上で前記第15面S15は凸状であり得、前記第16面S16は凹状であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16は、非球面であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16のそれぞれは、少なくとも一つの変曲点を有することができる。詳細には、前記第15面S15は、中心部の周辺に変曲点を有することができ、光軸を基準に第16面S16の変曲点の位置は、前記第15面S15の変曲点の位置よりもさらに外側に配置され得る。ここで、前記第8レンズ118の物体側第15面S15のエッジを連結した直線は、光軸上にある前記第7レンズ117のセンサー側第16面S16の頂点と第15面S15の頂点との間に配置され得る。これにより、第8レンズ118から入射した光は、光軸Lxを基準にさらに外側方向に屈折され得る。本発明の光学系において、第1面S1~第16面S16のうち変曲点を有する面の個数は、4面または5面以上であり得る。
前記光学フィルタ192は、赤外線フィルタ、カバーガラスなどの光学フィルタのうち少なくともいずれか一つを含むことができる。前記光学フィルタ192は、設定された波長帯域の光を通過させ、これとは異なる波長帯域の光をフィルタリングすることができる。前記光学フィルタ192が赤外線フィルタを含む場合、外部光から放出される放射熱が前記イメージセンサーに伝達されることを遮断することができる。また、前記光学フィルタ192は、可視光線を透過することができ、赤外線を反射させることができる。前記イメージセンサー190は、光を感知することができる。前記イメージセンサー190は、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを含むことができる。
本発明の実施例に係る第1レンズ111の入射側に反射部材が配置され得る。前記反射部材は、第1レンズ111~第8レンズ118の光軸Lxと直交する光軸を通じて入射した光を第1レンズ111に反射させることができる。前記反射部材は、プリズム、即ち三角または直角プリズムを含むことができる。
第1実施例に係る光学系の全長TTLは、4mm以上、例えば4mm~12mmまたは4mm~8mmの範囲で提供され得る。前記TTLは、第1レンズ111の物体側第1面S1の頂点からイメージセンサー190までの距離である。前記第8レンズ118のセンサー側第16面S16の頂点からイメージセンサー190までの距離BFLは、3mm以上、例えば0.2mm~3mmまたは0.2mm~2mmの範囲であり得る。前記イメージセンサー190の光軸から1.0フィールドまでの垂直方向の距離Imgは、0.8mm以上、例えば0.8mm~2.0mmまたは0.8mm~1.5mmの範囲であり得る。光学系の全焦点距離Fは、1mm以上、例えば1mm~5mmまたは1mm~3mmの範囲であり得る。
前記光学系の有効焦点距離EFLは、1mm以上、例えば1mm~3mmの範囲または1mm~2mmの範囲であり得る。前記光学系の全体Fナンバーは、2以上、例えば2~3の範囲、または2~2.80の範囲であり得る。前記光学系における半視野角HFOV(Half field of view)は、30度以上、例えば30度~80度の範囲または40度~75度の範囲であり得る。光学系の物体側入射瞳EPD(Entrance pupil)直径は、1mm以下、例えば0.2mm~1mmの範囲であり得る。
前記第1実施例の光学系において、第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118の第1~第16面S1~S16は、全て非球面であり得る。光軸を中心に第1~第16面S1~S16の各曲率半径(絶対値に変更)は、物体側面及びセンサー側面のうち、曲率半径が5.5mm以下の面は12個以下であり、曲率半径が5.5mmを超える面は4個以上であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ111,112,113,114,115,116,117,118において、光軸上で物体側面が凸状のレンズは4枚以上であり、物体側面が凹レンズは4枚以下であり、センサー側面が凸レンズは4枚以上であり、センサー側が凹面のレンズは4枚以下であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118において、アッベ数(Abbe number)が50以上のレンズは5枚以上であり、50未満のレンズは3枚以下であり得る。例えば、アッベ数は、第1レンズ111、第3レンズ113、第4レンズ114、第6レンズ116、及び第7レンズ117のアッベ数の50以上であり、第2レンズ112、第5レンズ115、及び第8レンズ118のアッベ数は、35以下であり得、第5レンズ115のアッベ数は、光学系のレンズの中で最も小さくてもよく、25未満であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118において、587nm(d-line)における屈折率が1.6以上の高屈折素材のレンズは3枚以上であり、屈折率が1.6未満の低屈折素材のレンズは5枚以下であり得る。例えば、587nmにおける第2、5,8レンズ112,115,118は、屈折率が1.6以上の高屈折率であり、第1、3、4,6,7レンズ111、113、114、116、117は、屈折率が1.6未満の低屈折率であり得る。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118の中心厚さを見ると、中心厚さが0.5mm以上のレンズは3枚以上であり、0.5mm未満のレンズは5枚以上であり得る。例えば、第1~第3レンズ11、112、113の中心部の厚さT1、T2、T3は、T3<T2<T1の関係を満足することができ、前記第3乃至第6レンズ113、114、115、116の中心厚さT3、T4、T5、T6は、T5≦T3<T6<T4の関係を満足し、前記第3、4レンズ113、114の中心厚さT3、T4は、T3<T4の関係を満足し、前記第7レンズ及び第8レンズ117、118の中心厚さT7、T8は、T8<T7<T1の関係を満足することができる。ここで、前記T1~T8は、第1~第8レンズ111~118の各中心厚さである。
前記 第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118において、隣接する2つのレンズ間の光軸上における間隔を見ると、T78<T23<T67<T12を満足し、T67は、隣接する第6、7レンズ116、117間の光軸間隔であり、T23は、第2,3レンズ112,113間の光軸間隔であり、T78は、隣接する第7,8レンズ117,118間の光軸間隔であり、T12は、第1,2レンズ111,112間の光軸間隔である。ここで、前記T12は、0.35mm以上であり、前記第3、5レンズ113、115の中心厚さよりも大きくてもよい。前記T23は、0.12mm以下であり、前記T67は、第5、6レンズ115、116間の光軸間隔よりも大きくてもよい。前記第7レンズ117と第8レンズ118との間の間隔を見ると、光軸上における隣接する2つの頂点間の光軸間隔が、隣接する2つの周辺部間の間隔よりも小さくてもよい。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のそれぞれの屈折力がP1~P9であるとき、これらの屈折力を絶対値で表すとき、P2<P6<P3の関係または/及びP3<P1<P5<P7<P8≦P4の関係を満足することができる。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のそれぞれの焦点距離を見ると、第2レンズ112の焦点距離が最も大きくてもよく、25mm以上、例えば25mm~45mmまたは25mm~35mmの範囲であり得る。前記第6レンズ116の焦点距離は、前記第2レンズ112の焦点距離よりも小さく、第3レンズ113の焦点距離よりも大きくてもよい。前記第1及び第2レンズ111、112の合成焦点距離は、-3mm以上であり、第3、4レンズ113、114の合成焦点距離は、2mm以下であり得る。絶対値で表すとき、第1、2レンズ111、112の合成焦点距離は、第3、4レンズ113、114の合成焦点距離よりも大きくてもよい。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のそれぞれのエッジ厚さは、0.55mm以上のエッジ厚さを有するレンズは2枚以上であり、0.55mm未満のエッジ厚さを有するレンズは6枚以下であり得、0.3mm以下のエッジ厚さを有するレンズは3枚以下であり得る。
前記第1~第8レンズ111、112、113、114、115、116、117、118のそれぞれのエッジ厚さは、0.55mm以上のエッジ厚さを有するレンズは2枚以上であり、0.55mm未満のエッジ厚さを有するレンズは6枚以下であり得、0.3mm以下のエッジ厚さを有するレンズは3枚以下であり得る。
表1は、第1実施例の各レンズの表面の曲率半径、厚さ、間隔、屈折率、アッベ数のデータを示す値である。
表1において、厚さは、各レンズの中心厚さ(mm)であり、間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔(mm)である。S17は、光学フィルタの入射側面を示し、S18は、光学フィルタの出射側面である。
表2は、図1の各レンズの有効半径(Semi-Aperture)、エッジ厚さ、屈折力(power)値、焦点長さ(focal length)を示す値である。
図2は、図1の光学系の縦球面収差、非点収差、及び歪曲を示す分析グラフである。第1実施例に係る光学系により、球面収差(spherical aberration)は、レンズの互いに異なる部分(例えば、中心部、周辺部)を通過する光の焦点を結ぶ位置が変わる現象であり得る。横軸は、長手方向球面収差(Longitudinal spherical aberration)の程度を示し、縦軸は、光軸の中心からの距離を規格化(normalization)して示したものであって、光の波長による長手方向球面収差の変化が示され得る。長手方向球面収差は、例えば、波長が約656.2725nm(nanometer)、約587.5618nm、約546.0740nm、約486.1327nm、または約435.8343nmの光に対してそれぞれ示すことができる。光学系の長手方向球面収差は、+0.008から~0.008以内に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系における非点収差(astigmatism)は、レンズの子午像面(tangential planeまたはmeridian plane)と球欠像面(sagittal plane)が互いに異なる半径を有するとき、垂直線方向と水平線方向を通過する光の焦点が互いにずれるものであり得る。光学系の非点収差は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、実線は、タンジェンシャル(tangential)方向の非点収差(例えば、子午像面湾曲)を示し、点線は、矢状(sagittal)方向の非点収差(例えば、球欠像面湾曲)を意味することができる。前記非点収差は、+0.025から-0.025に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系による歪曲収差(Distortion)は、光軸O-Iから距離によって光学倍率が変わるため発生するものであって、理論的な結像面に結ばれる像に比べて、実際の結像面(例えば、図1の190)に結ばれる像が大きくまたは小さく見えるものであり得る。前記光学系の歪曲は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、光学系を通じて撮影されたイメージ(image)は、前記光軸O-Iからずれた地点で多少歪曲が発生することがある。但し、このような歪曲は、レンズを用いた光学装置で一般的に現れる程度のものであり、歪曲率が約3%未満であり、良好な光学特性を提供することができる。
<第2実施例>
<第2実施例>
第2実施例に係る光学系は、図3及び図4を参照する。第2実施例の説明において、第1実施例の構成と同一の構成は、第1実施例の説明を参照し、重複説明は省略する。
図3を参照すると、光学系において第1レンズ121~第8レンズ128は、光軸Lxに整列され得る。前記第1レンズ121は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸Lx上で前記第1レンズ121の第1面S1は凹状であり得、前記第2面S2は凹状であり得る。前記第1レンズ121で前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つの面は、変曲点を含むことができ、例えば、第1面S1は、前記第1面S1の光軸周辺とエッジとの間に変曲点を有することができる。前記第1レンズ121の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズは、前記第2レンズ122または第3レンズ123の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズよりも大きくてもよい。ここで、前記有効径は、光が入射する物体側面またはセンサー側面の有効領域の直径であり得る。
前記第2レンズ122は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸Lx上で前記第2レンズ122の第3面S3は凸状であり得、前記第4面S4は凹状であり得る。即ち、前記第2レンズ122は、像側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第3面S3及び前記第4面S4の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第2レンズ122は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第3面S3は、凹状または平面状であり得、前記第4面S4は、凸状または平面状であり得る。前記第3面S3及び前記第4面S4の少なくとも一つの面は、変曲点を含むことができ、例えば、第3面S3は、前記第3面S3の光軸周辺とエッジとの間に変曲点を有することができる。
ここで、前記第1レンズ121の中心厚は、前記第2及び第3レンズ122、123のそれぞれの中心厚よりも大きくてもよい。前記第1レンズ121の中心厚さは、前記第2レンズ122の中心厚さの1.2倍以上、例えば1.2倍~2.2倍の範囲であり得る。前記第1レンズ121の中心厚さは、前記第3レンズ123の中心厚さの1,8倍以上、例えば1.8倍~3倍の範囲、または2倍~3倍の範囲であり得る。ここで、前記第1レンズ121の中心厚さは、光学系のレンズの中心厚さの中で最も大きくてもよく、0.7mm以上、例えば0.7mm~1.2mmの範囲であり得る。前記第1レンズ121の中心厚さは、前記第2レンズ122と第3レンズ123の中心厚さの和と同じか小さくてもよい。
前記第1レンズ121と前記第2レンズ122との間の光軸間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔の中で最も大きくてもよく、例えば、第2レンズ122の中心厚さの40%以上、例えば40%~80%の範囲であり得る。前記第1レンズ121と前記第2レンズ122との光軸間隔と前記第2レンズ122の中心厚との差は、0.2mm以上であり得る。前記第1レンズ121と前記第2レンズ122との間の光軸間隔は、0.40mm以上、例えば0.40mm~0.65mmの範囲であり得る。
前記第3レンズ123は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で 前記第3レンズ123の第5面S5は凹状であり、前記第6面S6は凸状であり得る。即ち、前記第3レンズ123は、像側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第5面S5及び第6面S6の少なくとも一つの面または両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第3レンズ123は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第5面S5は、凸状または平面状であり得、前記第6面S6は、凹状または平面状であり得る。
前記第2レンズ122と第3レンズ123との間の光軸間隔は、第1、2レンズ121、122間の光軸間隔よりも小さく、第3、4レンズ123、124間の光軸間隔よりも大きくてもよい。前記第2レンズ122と第3レンズ123との間の光軸間隔は、第5,6レンズ125,126間の光軸間隔よりも小さく、第6,7レンズ126,127間の光軸間隔よりも小さく、第7,8レンズ127,128間の光軸間隔よりも大きくてもよい。
前記第4レンズ124は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第4レンズ124の第7面S7は凸状であり得、前記第8面S8は凸状であり得る。前記第7面S7及び前記第8面S8の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第4レンズ124は、両側面が凸状であり得、絶対値で表すとき、中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第8面S8の曲率半径よりも大きくてもよく、5.5mm以上、例えば5.5mm~8mmの範囲であり得る。中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第3面S3の曲率半径よりも小さくてもよく、前記第7面S7の曲率半径と前記第2面S2の曲率半径との差は、3mm以下であり得る。ここで、前記第4レンズ124の中心厚さは、前記第2レンズ122の中心厚さよりも小さくてもよく、0.45mm以上であり得、例えば0.45mm~0.7mmの範囲であり得る。前記第4レンズ124の中心厚さと前記第7レンズ127の中心厚さとの差は、0.1mm以下であり得、例えば0.005mm~0.1mmの範囲であり得る。前記第4レンズ124の中心厚さは、前記第3レンズ123と第5レンズ125の中心厚さの和よりも小さくてもよい。
前記第5レンズ125は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第5レンズ125の第9面S9は凸状であり得、前記第10面S10は凹状であり得る。前記第9面S9は、中心部の周辺で少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記第9面S9及び前記第10面S10の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第5レンズ125の第9面S9は、平面状または凹状であり得る。
ここで、前記第3レンズ123を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第1レンズ121、前記第2レンズ122、及び前記第3レンズ123の順に小さくなってもよい。前記第3レンズ123を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第3レンズ123、前記第4レンズ124、前記第5レンズ125、及び前記第6レンズ126の順に大きくなってもよい。また、前記第7レンズ127の物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第6レンズ126の各面の有効径よりも大きく、第8レンズ128の各面の有効径よりも小さくてもよい。
前記第6レンズ126は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第6レンズ126の第11面S11は凸状であり得、前記第12面S12は凹あり得る。前記第11面S11及び前記第12面S12は、非球面であり得る。前記第12面S12は、中心部の周辺に少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記変曲点は、光軸または中心よりもエッジにさらに隣接して配置され得る。他の例として、前記第6レンズ126は、負(-)の屈折力を有するか、第11面S11が平面または凹状であり得、第12面S12が平面または凸状であり得る。
前記第6レンズ126の中心厚さは、前記第5レンズ125の中心厚さより厚くてもよく、前記第7レンズ127の中心厚さよりも薄くてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第11面S11の曲率半径は、前記第5レンズ125の第10面S10の曲率半径よりも大きく、第7レンズ127の第14面S14の曲率半径よりも大きくてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第12面S12の曲率半径は、前記第10面S10及び第11面S11のそれぞれの曲率半径よりも大きく、第7レンズ127の第13面S13の曲率半径よりも小さくてもよい。
前記第7レンズ127は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸Lx上で前記第7レンズ127の第13面S13は凹状であり得、前記第14面S14は凸状であり得る。即ち、前記第7レンズ127は、センサー側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第13面S13及び前記第14面S14の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第13面S13は、平面または凸状であり得る。
前記第7レンズ127の中心厚さは、前記第6レンズ126の中心厚さよりも大きく、前記第8レンズ128の中心厚さよりも1.3倍さらに厚くてもよい。絶対値で表すとき、中心部における前記第13面S13の曲率半径は、前記第14面S14の曲率半径の4倍以上、例えば4倍~6倍の範囲であり得る。前記第7レンズ127の中心厚さは、第5レンズ125の中心厚さの1.5倍以上、例えば1.5倍~3倍の範囲であり得る。
光軸Lx上で前記第7レンズ127と前記第6レンズ126との間の光軸間隔は、前記第7レンズ127と第8レンズ128との間の光軸間隔よりも大きくてもよく、前記7レンズ127の中心厚さよりも小さくてもよい。
前記第8レンズ128は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第8レンズ128の第15面S15は凸状であり得、前記第16面S16は凹状であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16は、非球面であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16のそれぞれは、少なくとも一つの変曲点を有することができる。詳細には、前記第15面S15は、中心部の周辺に変曲点を有することができ、光軸を基準に第16面S16の変曲点の位置は、前記第15面S15の変曲点の位置よりもさらに外側に配置され得る。ここで、前記第8レンズ128の物体側第15面S15のエッジを連結した直線は、光軸上にある前記第7レンズ127のセンサー側第16面S16の頂点と第15面S15の頂点との間に配置され得る。これにより、第8レンズ128から入射した光は、光軸Lxを基準にさらに外側方向に屈折され得る。
前記光学フィルタ192及び前記イメージセンサー190は、第1実施例の説明を参照する。第2実施例に係る光学系の全長TTLは、4mm以上、例えば4mm~12mmまたは4mm~8mmの範囲で提供され得る。前記第8レンズ128のセンサー側第16面S16の頂点からイメージセンサー190までの距離BFLは、3mm以下、例えば0.2mm~3mmまたは0.2mm~2mmの範囲であり得る。前記イメージセンサー190の光軸から1.0フィールドまでの垂直方向の距離Imgは、0.8mm以上、例えば0.8mm~2.0mmまたは0.8mm~1.5mmの範囲であり得る。光学系の全焦点距離Fは、1mm以上、例えば1mm~5mmまたは1mm~3mmの範囲であり得る。
前記光学系の有効焦点距離EFLは、1mm以上、例えば1mm~3mmの範囲または1mm~2mmの範囲であり得る。前記光学系の全体Fナンバーは、2以上、例えば2~3の範囲、または2~2.80の範囲であり得る。前記光学系における半視野角HFOV(Half field of view)は、30度以上、例えば、30度~80度の範囲または40度~75度の範囲であり得る。光学系の物体側入射瞳EPD(Entrance pupil)直径は、1mm以下、例えば0.2mm~1mmの範囲であり得る。前記第1及び第2レンズ121、122の合成焦点距離は、-2.5mm以上であり、第3、4レンズ123、124の合成焦点距離は、2mm以下であり得る。絶対値で表すとき、第1、2レンズ121、122の合成焦点距離は、第3、4レンズ123、124の合成焦点距離よりも大きくてもよい。
前記第2実施例の光学系において、第1~第8レンズ121、122、123、124、125、126、127、128の第1~第16面S1~S16は、全て非球面であり得る。光軸を中心に第1~第16面S1~S16の各曲率半径(絶対値に変更)は、物体側面及びセンサー側面のうち、曲率半径が5.5mm以下の面は12個以下であり得、曲率半径が5.5mmを超える面は4個以上であり得る。
第2実施例に係る光学系または前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128において、光軸上で物体側面が凸状のレンズは5枚以上であり、物体側面が凹状のレンズは3枚以下であり、センサー側面が凸状のレンズは3枚以上であり、センサー側面が凹状のレンズは5枚以下であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128において、アッベ数が50以上のレンズは5枚以上であり、50未満のレンズは3枚以下であり得る。例えば、アッベ数は、第1レンズ121、第3レンズ123、第4レンズ124、第6レンズ126、及び第7レンズ127のアッベ数は、50以上であり、第2レンズ122、第5レンズ125、及び第8レンズ128のアッベ数は、35以下であり得、第5レンズ125のアッベ数は、光学系のレンズの中で最も小さくてもよく、25未満であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128において、587nmにおける屈折率が1.6以上の高屈折素材のレンズは3枚以上であり、屈折率が1.6未満の低屈折素材のレンズは5枚以下であり得る。例えば、587nmにおける第2、5,8レンズ122,125,128は、屈折率が1.6以上の高屈折率であり、第1、3、4,6,7レンズ121、123、124、126、127は、屈折率が1.6未満の低屈折率であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ121、122、123、124、125、126、127、128において、中心厚が0.5mm以上のレンズは4枚以上であり、0.5mm未満のレンズは4枚以下であり得る。例えば、第1~第3レンズ121、122、123の中心部の厚さT1、T2、T3は、T3<T2<T1の関係を満足することができ、前記第3~第6レンズ123、124、125、126の中心厚さT3、T4、T5、T6は、T5<T3≦T6<T4の関係を満足し、前記第3、4レンズ123、124の中心厚さT3、T4は、T3<T4の関係を満足し、前記第7レンズ及び第8レンズ127、128の中心厚さT7、T8は、T8<T7<T1の関係を満足することができる。ここで、前記T1~T8は、第1~第8レンズ121~128の各中心厚さである。
前記 第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128において、隣接する2つのレンズ間の光軸上における間隔を見ると、T78<T23<T67<T12を満足し、T67は、隣接する第6、7レンズ126、127間の光軸間隔であり、T23は、第2,3レンズ122,123間の光軸間隔であり、T78は、隣接する第7,8レンズ127,128間の光軸間隔であり、T12は、第1,2レンズ121,122間の光軸間隔である。ここで、前記T12は、0.35mm以上であり、前記第5レンズ125の中心厚さよりも大きくてもよい。前記T23は、0.20mm以下であり、前記第6,7レンズ126,127間の光軸間隔T67は、第5、6レンズ125、126間の光軸間隔と同じか大きくてもよい。前記第7レンズ127と第8レンズ128との間の間隔を見ると、光軸上における隣接する2つの頂点間の光軸間隔が、隣接する2つの周辺部間の間隔よりも小さくてもよい。
前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128のそれぞれの屈折力がP1~P9であるとき、これらの屈折力を絶対値で表すとき、P2≦P6<P3の関係または/及びP3<P1<P5<P7≦P8≦P4の関係を満足することができる。
前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128のそれぞれの焦点距離を見ると、第2レンズ122の焦点距離が最も大きくてもよく、12mm以上、例えば12mm~30mmまたは12mm~20mmの範囲であり得る。前記第6レンズ126の焦点距離は、前記第2レンズ122の焦点距離よりも小さく、第3レンズ123の焦点距離よりも大きくてもよい。
前記第1~第8レンズ121,122,123,124,125,126,127,128のそれぞれのエッジ厚さは、0.50mm以上のエッジ厚さを有するレンズは3枚以上であり、0.50mm未満のエッジ厚さを有するレンズは6枚以下であり得、0.3mm未満のエッジ厚さを有するレンズは2枚以下であり得る。
下記の表3は、図3に示す第2実施例の各レンズの表面の曲率半径、厚さ、間隔、屈折率、及びアッベ数のデータを示す値である。
表3において、厚さは、図3の各レンズの中心厚さ(mm)であり、間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔(mm)である。S17は、光学フィルタの入射側面を示し、S18は、光学フィルタの出射側面である。
表4は、図3の各レンズの有効半径(Semi-Aperture)、エッジ厚さ、屈折力(power)値、焦点長さ(focal length)を示す値である。
図4は、図3の光学系の縦球面収差、非点収差、及び歪曲を示す分析グラフである。第2実施例に係る光学系により、球面収差(spherical aberration)は、レンズの互いに異なる部分(例えば、中心部、周辺部)を通過する光の焦点を結ぶ位置が変わる現象であり得る。横軸は、長手方向球面収差(Longitudinal spherical aberration)の程度を示し、縦軸は、光軸の中心からの距離を規格化(normalization)して示したものであり、光の波長による長手方向球面収差の変化が示され得る。長手方向球面収差は、例えば、波長がそれぞれ約656.2725nm(nanometer)、約587.5618nm、約546.0740nm、約486.1327nm、または約435.8343nmの光に対してそれぞれ示すことができる。光学系の長手方向球面収差は、+0.025から-0.025以内に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系における非点収差(astigmatism)は、レンズの子午像面(tangential planeまたはmeridian plane)と球欠像面(sagittal plane)が互いに異なる半径を有するとき、垂直線方向と水平線方向を通過する光の焦点が互いにずれるものであり得る。光学系の非点収差は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、実線は、タンジェンシャル(tangential)方向の非点収差(例えば、子午像面湾曲)を示し、点線は、矢状(sagittal)方向の非点収差(例えば、球欠像面湾曲)を意味することができる。図4を通じて確認できるように、非点収差は、+0.050から-0.050以内に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系における歪曲収差(distortion)は、光軸O-Iから距離によって光学倍率が変わるため発生するものであって、理論的な結像面に結ばれる像に比べて、実際の結像面(例えば、図3の190)に結ばれる像が大きくまたは小さく見えるものであり得る。前記光学系の歪曲は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、光学系を通じて撮影されたイメージ(image)は、前記光軸O-Iからずれた地点で多少歪曲が発生することがある。但し、このような歪曲は、レンズを用いる光学装置で一般的に現れる程度のものであり、歪曲率が約3%未満であり、良好な光学特性を提供することができる。
<第3実施例>
<第3実施例>
第3実施例に係る光学系は、図5及び図6を参照する。第3実施例の説明において、第1,2実施例の構成と同一の構成は、説明を参照し、重複説明は省略する。図5を参照すると、第3実施例に係る光学系において、第1レンズ131は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第1レンズ131の第1面S1は凹状であり得、前記第2面S2は凹状であり得る。前記第1レンズ131で前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第1面S1及び前記第2面S2の少なくとも一つの面は、変曲点を含むことができ、例えば、第1面S1は、前記第1面S1の光軸周辺とエッジとの間に変曲点を有することができる。前記第1レンズ131の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズは、前記第2レンズ132または第3レンズ133の物体側面またはセンサー側面の有効径のサイズよりも大きくてもよい。ここで、前記有効径は、光が入射する物体側面またはセンサー側面の有効領域の直径であり得る。
前記第2レンズ132は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第2レンズ132の第3面S3は凸状であり得、前記第4面S4は凹状であり得る。即ち、前記第2レンズ132は、像側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第3面S3及び前記第4面S4の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第2レンズ132は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第3面S3は、凹状または平面状であり得、前記第4面S4は、凸状または平面状であり得る。
ここで、前記第1レンズ131の中心厚は、前記第2及び第3レンズ132、133のそれぞれの中心厚よりも大きくてもよい。前記第1レンズ131の中心厚さは、前記第2レンズ132の中心厚さの1倍超過、例えば1.2倍~2倍の範囲であり得る。前記第1レンズ131の中心厚さは、前記第3レンズ133の中心厚さの1,5倍以上、例えば1.5倍~2.5倍の範囲、または1.5倍~2.2倍の範囲であり得る。ここで、前記第1レンズ131の中心厚さは、光学系のレンズの中心厚さの中で最も大きくてもよく、0.7mm以上、例えば0.7mm~1.2mmの範囲であり得る。前記第1レンズ131の中心厚さは、前記第2レンズ132と第3レンズ133の中心厚さの和よりも小さくてもよい。
前記第1レンズ131と前記第2レンズ132との間の光軸間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔の中で最も大きくてもよく、例えば、第2レンズ132の中心厚さの50%以上、例えば50%~90%の範囲であり得る。前記第1レンズ131と前記第2レンズ132との間の光軸間隔と前記第2レンズ132の中心厚との差は、0.4mm以下であり得る。前記第1レンズ131と前記第2レンズ132との間の光軸間隔は、0.35mm以上、例えば0.35mm~0.75mmの範囲であり得る。
前記第3レンズ133は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第3レンズ133の第5面S5は凸状であり、前記第6面S6は凸状であり得る。前記第5面S5及び第6面S6の少なくとも一つの面または両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第3レンズ133は、負(-)の屈折力を有することができ、前記第5面S5は、凸状または平面状であり得、前記第6面S6は、凹状または平面状であり得る。
前記第2レンズ132と第3レンズ133との間の光軸間隔は、第1、2レンズ131、132間の光軸間隔よりも小さく、第3、4レンズ133、134間の光軸間隔よりも大きくてもよい。前記第2レンズ132と第3レンズ133との間の光軸間隔は、第5,6レンズ135,136間の光軸間隔よりも小さく、第6,7レンズ136,137間の光軸間隔よりも小さく、第7,8レンズ137,138間の光軸間隔よりも大きくてもよい。
前記第4レンズ134は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第4レンズ134の第7面S7は凸状であり得、前記第8面S8は凸状であり得る。前記第7面S7及び前記第8面S8の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。前記第4レンズ124は、両側面が凸状であり得、絶対値で表すとき、中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第8面S8の曲率半径よりも大きくてもよく、5.5mm以上、例えば5.5mm~8mmの範囲であり得る。中心部における前記第7面S7の曲率半径は、前記第3面S3の曲率半径よりも小さくてもよく、前記第7面S7の曲率半径と前記第2面S2の曲率半径との差は、2mm以上であり得る。ここで、前記第4レンズ134の中心厚さは、前記第2レンズ132の中心厚さよりも小さくてもよく、0.45mm以上であり得、例えば0.45mm~0.7mmの範囲であり得る。前記第4レンズ134の中心厚さと前記第7レンズ137の中心厚さとの差は、0.1mm以下であり得、例えば、0.005mm~0.1mmの範囲であり得る。前記第4レンズ134の中心厚さは、前記第5レンズ135と第8レンズ138の中心厚さの和よりも大きくてもよい。
前記第5レンズ135は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第5レンズ135の第9面S9は凸状であり得、前記第10面S10は凹状であり得る。前記第9面S9は、中心部の周辺で少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記第9面S9及び前記第10面S10の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第5レンズ135の第9面S9は、平面状または凹状であり得る。
ここで、前記第3レンズ133を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第1レンズ131、前記第2レンズ132、及び前記第3レンズ133の順に小さくなってもよい。前記第3レンズ133を基準に、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第3レンズ133、前記第4レンズ134、前記第5レンズ135、及び前記第6レンズ136の順に大きくなってもよい。また、前記第7レンズ137の物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第6レンズ136の各面の有効径よりも大きく、第8レンズ138の各面の有効径よりも小さくてもよい。
前記第6レンズ136は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第6レンズ136の第11面S11は凸状であり得、前記第12面S12は凹あり得る。前記第11面S11及び前記第12面S12は、非球面であり得る。前記第12面S12は、中心部の周辺に少なくとも一つの変曲点を有することができる。前記変曲点は、光軸または中心よりもエッジにさらに隣接して配置され得る。他の例として、前記第6レンズ136は、負(-)の屈折力を有するか、第11面S11が平面または凹状であり得、第12面S12が平面または凸状であり得る。
前記第6レンズ136の中心厚さは、前記第5レンズ135の中心厚さより厚くてもよく、前記第7レンズ137の中心厚さよりも薄くてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第11面S11の曲率半径は、前記第5レンズ135の第10面S10の曲率半径よりも大きく、第7レンズ137の第14面S14の曲率半径よりも大きくてもよい。絶対値を表すとき、中心部における前記第12面S12の曲率半径は、前記第10面S10及び第11面S11のそれぞれの曲率半径よりも大きく、第7レンズ137の第13面S13の曲率半径よりも小さくてもよい。
前記第7レンズ137は、正(+)の屈折力を有することができる。光軸Lx上で前記第7レンズ137の第13面S13は凹状であり得、前記第14面S14は凸状であり得る。即ち、前記第7レンズ137は、センサー側に凸のメニスカス形状を有することができる。前記第13面S13及び前記第14面S14の少なくとも一つまたは両方は、非球面であり得る。他の例として、前記第13面S13は、平面または凸状であり得る。
前記第7レンズ137の中心厚さは、前記第6レンズ136の中心厚さよりも大きく、前記第8レンズ138の中心厚さよりも1.3倍さらに厚くてもよい。絶対値で表すとき、中心部における前記第13面S13の曲率半径は、前記第14面S14の曲率半径の4倍以上、例えば4倍~6倍の範囲であり得る。前記第7レンズ137の中心厚さは、第5レンズ135の中心厚さの1.5倍以上、例えば1.5倍~3倍の範囲であり得る。
光軸Lx上で前記第7レンズ137と前記第6レンズ136との間の光軸間隔は、前記第7レンズ137と第8レンズ138との間の光軸間隔よりも大きくてもよく、前記7レンズ137の中心厚さよりも小さくてもよい。
前記第8レンズ138は、負(-)の屈折力を有することができる。光軸上で前記第8レンズ138の第15面S15は凸状であり得、前記第16面S16は凹状であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16は、非球面であり得る。前記第15面S15及び前記第16面S16のそれぞれは、少なくとも一つの変曲点を有することができる。詳細には、前記第15面S15は、中心部の周辺に変曲点を有することができ、光軸を基準に第16面S16の変曲点の位置は、前記第15面S15の変曲点の位置よりもさらに外側に配置され得る。ここで、前記第8レンズ138の物体側第15面S15のエッジを連結した直線は、光軸上にある前記第7レンズ137のセンサー側第16面S16の頂点と第15面S15の頂点との間に配置され得る。これにより、第8レンズ138から入射した光は、光軸Lxを基準にさらに外側方向に屈折され得る。
前記光学フィルタ192及び前記イメージセンサー190は、第1実施例の説明を参照する。第3実施例に係る光学系の全長TTLは、4mm以上、例えば4mm~12mmまたは4mm~8mmの範囲で提供され得る。前記第8レンズ138のセンサー側第16面S16の頂点からイメージセンサー190までの距離BFLは、3mm以下、例えば0.2mm~3mmまたは0.2mm~2mmの範囲であり得る。前記イメージセンサー190の光軸から1.0フィールドまでの垂直方向の距離Imgは、0.8mm以上、例えば0.8mm~2.0mmまたは0.8mm~1.5mmの範囲であり得る。光学系の全焦点距離Fは、1mm以上、例えば1mm~5mmまたは1mm~3mmの範囲であり得る。
前記光学系の有効焦点距離EFLは、1mm以上、例えば1mm~3mmの範囲または1mm~2mmの範囲であり得る。前記光学系の全体Fナンバーは、2以上、例えば2~3の範囲または2~2.80の範囲であり得る。前記光学系における半視野角HFOV(Half field of view)は、30度以上、例えば30度~80度の範囲または40度~75度の範囲であり得る。光学系の物体側入射瞳EPD(Entrance pupil)直径は、1mm以下、例えば0.2mm~1mmの範囲であり得る。前記第1及び第2レンズ131、132の合成焦点距離は、-2mm以上であり、第3、4レンズ133、134の合成焦点距離は2mm未満であり得る。絶対値で表すとき、第1、2レンズ131、132の合成焦点距離は、第3、4レンズ133、134の合成焦点距離よりも大きくてもよい。
第3実施例の光学系において、第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138の第1~第16面S1~S16は、全て非球面であり得る。光軸を中心に第1~第16面S1~S16の各曲率半径(絶対値に変更)は、物体側面及びセンサー側面のうち、曲率半径が5.5mm以下の面は14個以下であり得、曲率半径が5.5mmを超える面は2個以上であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138において、光軸上で物体側面が凸状のレンズは5枚以上であり、物体側面が凹状のレンズは3枚以下であり、センサー側面が凸状のレンズは4枚以上であり、センサー側が凹状のレンズは4枚以下であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138において、アッベ数が50以上のレンズは5枚以上であり、50未満のレンズは3枚以下であり得る。例えば、アッベ数は、第1レンズ131、第3レンズ133、第4レンズ134、第6レンズ136、及び第7レンズ137のアッベ数の50以上であり、第2レンズ132、第5レンズ135、及び第8レンズ138のアッベ数は、35以下であり得、第5レンズ135のアッベ数は、光学系のレンズの中で最も小さくてもよく、25未満であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138において、587nmにおける屈折率が1.6以上のレンズは3枚以上であり、屈折率が1.6未満のレンズは5枚以下であり得る。例えば、587nmにおける第2、5,8レンズ132,135,138は、屈折率が1.6以上であり、第1、3、4,6,7レンズ131、133、134、136、137は、屈折率が1.6未満であり得る。
光学系または前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138において、中心厚が0.5mm以上のレンズは5枚以上であり、0.5mm未満のレンズは3枚以下であり得る。例えば、第1~第3レンズ131、132、133の中心部の厚さT1、T2、T3は、T3<T2<T1の関係を満足することができ、前記第3~第6レンズ133、134、135、136の中心厚さT3、T4、T5、T6は、T5<T6<T4≦T3の関係を満足し、前記第3、4レンズ133、134の中心厚さT3、T4の差は、1mm以下であり得、前記第7レンズ及び第8レンズ137、138の中心厚さT7、T8は、T8<T6<T7<T1の関係を満足することができる。ここで、前記T1~T8は、第1~第8レンズ131~138の各中心厚さである。
前記 第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138において、隣接する2つのレンズ間の光軸上における間隔を見ると、T78<T23<T67<T12を満足し、T67は、隣接する第6、7レンズ136、137間の光軸間隔であり、T23は、第2,3レンズ132,133間の光軸間隔であり、T78は、隣接する第7,8レンズ137,138間の光軸間隔であり、T12は、第1,2レンズ131,132間の光軸間隔である。ここで、前記T12は、0.35mm以上であり、前記第5レンズ135の中心厚さよりも大きくてもよい。前記T23は、0.20mm以下であり、前記第6,7レンズ136,137間の光軸間隔T67は、第5、6レンズ135、136間の光軸間隔と同じか大きくてもよい。前記第7レンズ137と第8レンズ138との間の間隔を見ると、光軸上における隣接する2つの頂点間の光軸間隔が、隣接する2つの周辺部間の間隔よりも小さくてもよい。
前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138のそれぞれの屈折力がP1~P9であるとき、これらの屈折力を絶対値で表すとき、P2<P6<P3の関係または/及びP3≦P5<P1<P7≦P8≦P4の関係を満足することができる。
前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138のそれぞれの焦点距離を見ると、第2レンズ132の焦点距離が最も大きくてもよく、15mm以上、例えば15mm~50mmまたは20mm~45mmの範囲であり得る。前記第6レンズ136の焦点距離は、前記第2レンズ132の焦点距離よりも小さく、第3レンズ133の焦点距離よりも大きくてもよい。
前記第1~第8レンズ131、132、133、134、135、136、137、138のそれぞれのエッジ厚さは、0.50mm以上のエッジ厚さを有するレンズは3枚以上であり、0.50mm未満のエッジ厚さを有するレンズは6枚以下であり得、0.3mm未満のエッジ厚さを有するレンズは2枚以下であり得る。
下記の表5は、図5に示す第3実施例の各レンズの表面の曲率半径、厚さ、間隔、屈折率、及びアッベ数のデータを示す値である。
表5において、厚さは、図5の各レンズの中心厚さ(mm)であり、間隔は、隣接する2つのレンズ間の間隔(mm)である。S17は、光学フィルタの入射側面を示し、S18は、光学フィルタの出射側面である。
図6は、図5の光学系の縦球面収差、非点収差、及び歪曲を示す分析グラフである。第2実施例に係る光学系により、球面収差(spherical aberration)は、レンズの互いに異なる部分(例えば、中心部、周辺部)を通過する光の焦点を結ぶ位置が変わる現象であり得る。横軸は、長手方向球面収差(Longitudinal spherical aberration)の程度を示し、縦軸は、光軸の中心からの距離を規格化(normalization)して示したものであり、光の波長による長手方向球面収差の変化が示され得る。長手方向球面収差は、例えば、波長がそれぞれ約656.2725nm(nanometer)、約587.5618nm、約546.0740nm、約486.1327nm、または約435.8343nmの光に対してそれぞれ示すことができる。光学系の長手方向球面収差は、+0.025から-0.025以内に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系における非点収差(astigmatism)は、レンズの子午像面(tangential planeまたはmeridian plane)と球欠像面(sagittal plane)が互いに異なる半径を有するとき、垂直線方向と水平線方向を通過する光の焦点が互いにずれるものであり得る。光学系の非点収差は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、実線は、タンジェンシャル(tangential)方向の非点収差(例えば、子午像面湾曲)を示し、点線は、矢状(sagittal)方向の非点収差(例えば、球欠像面湾曲)を意味することができる。図6を通じて確認できるように、非点収差は、+0.050から-0.050以内に制限されて、安定した光学特性を示すことを確認することができる。
光学系における歪曲収差(distortion)は、光軸O-Iから距離によって光学倍率が変わるため発生するものであって、理論的な結像面に結ばれる像に比べて、実際の結像面(例えば、図5の190)に結ばれる像が大きくまたは小さく見えるものであり得る。前記光学系の歪曲は、約546.0740nmの波長で得られた結果であって、光学系を通じて撮影されたイメージ(image)は、前記光軸O-Iからずれた地点で多少歪曲が発生することがある。但し、このような歪曲は、レンズを用いる光学装置で一般的に現れる程度のものであり、歪曲率が約3%未満であり、良好な光学特性を提供することができる。
以上の第1~第3実施例のように、各レンズは、全てプラスチックレンズで構成され得、各レンズの面は、全て非球面係数を有することが分かる。絞りSTは、第3レンズ113、123、133と第4レンズ114、124、134との周りに配置され得る。本発明の第1~第3実施例においては、第1レンズ111、121、131の中心厚さが光学系のレンズの中で最も厚く、光軸に沿って前記第1レンズ111、121、131と第2レンズ112、122、132との間の第1間隔は、第6レンズ116、126、136と第7レンズ117、127、137との間の第間隔よりも大きくてもよく、または第4レンズ114、124、134~第6レンズ116、126、136間の光軸間隔よりも大きくてもよい。
本発明の第1~第3の実施例に係る光学系は、以下で説明される数式のうち少なくとも一つまたは2つ以上を満足することができる。これにより、第1~第3実施例に係る光学系は、光学的に向上した効果を有することができる。
第1~第3の実施例の光学系においては、次の数式のうち少なくとも一つまたは2つ以上またはすべてを満足することができる。
<数1>
0.5>f4/F<1.5
0.5>f4/F<1.5
ここで、Fは、光学系の有効焦点距離であり、f4は、第4レンズの焦点距離である。このようなf4/F値が前記範囲を外れる場合、解像力向上に影響を及ぼすことがあり、例えば1.22であり得る。
<数2>
1.4>nd1<1.6
1.4>nd1<1.6
前記nd1は、第1レンズの587nm(d-line)における屈折率である。このような第1レンズの屈折率値が前記範囲を外れる場合、解像力向上に影響を及ぼすことがあり、例えば1.53であり得る。
<数3>
10>vd5<30
10>vd5<30
ここで、vd5は、第5レンズのアッベ数であり、このような第5レンズのアッベス値が前記範囲を外れる場合、解像力向上に影響を及ぼすことがあり、例えば21.49であり得る。
<数4>
F/EPD>1
F/EPD>1
ここで、EPDは、光学系の入射瞳の直径であり、F/EPD値が前記範囲を外れる場合、光学系の明るさに影響を及ぼすことがある。
<数5>
1>T1/T3<5
1>T1/T3<5
ここで、T1は、第1レンズの中心厚さであり、T3は、第3レンズの中心厚さである。
<数6>
1>T4/T5<5
1>T4/T5<5
ここで、T4は、第4レンズの中心厚さ、T5は、第5レンズの中心厚さである。
<数7>
1>T7/T8<5
1>T7/T8<5
ここで、T7は、第7レンズの中心厚さ、T8は、第8レンズの中心厚さである。
数式5~7において、前記範囲を外れる場合、歪曲の減少に影響を及ぼすことがある。
<数8>
|f5|>|f4|
|f5|>|f4|
ここで、f5は、第5レンズの焦点距離であり、f4は、第4レンズの焦点距離である。
<数9>
0.5>|f7|/|f8|<2
0.5>|f7|/|f8|<2
ここで、f7は、第7レンズの焦点距離であり、f8は、第8レンズの焦点距離である。
数式8及び9において、前記範囲を外れる場合、光学系の収差減少に影響を及ぼすことがある。
数式8及び9において、前記範囲を外れる場合、光学系の収差減少に影響を及ぼすことがある。
本発明の第1~第3の実施例に係る光学系は、数式1~9のうち少なくとも一つ、または2つ以上、5つ以上、または全てを満足することができる。この場合、前記光学系は、高画質及び高解像度の撮像レンズ系を具現することができる。また、数式1~9のうち少なくとも一つの数式により、前記光学系に入る不要な光を遮断することができ、収差を補正することができ、光学系の性能を向上させることができる。
図7は、本発明の実施例に係る光学系が適用された移動装置の例を示す斜視図である。
図7に示されたように、移動端末機1500は、一面または背面に提供されたカメラモジュール1520、フラッシュモジュール1530、自動焦点装置1510を含むことができる。ここで、前記自動焦点装置1510は、発光層として表面発光レーザ素子及び光受信部を含むことができる。前記フラッシュモジュール1530は、その内部に光を発光するエミッタを含むことができる。前記フラッシュモジュール1530は、移動端末機のカメラ作動またはユーザの制御によって作動され得る。前記カメラモジュール1520は、イメージ撮影機能及び自動焦点機能を含むことができる。例えば、前記カメラモジュール1520は、イメージを用いた自動焦点機能を含むことができる。前記自動焦点装置1510は、レーザを用いた自動焦点機能を含むことができる。前記自動焦点装置1510は、前記カメラモジュール1520のイメージを用いた自動焦点機能が低下する条件、例えば10m以下の近接または暗い環境で主に使用され得る。
以上、実施例に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例において例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合せまたは、変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。また、以上、実施例を中心に説明したがこれは単に例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で以上に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ 、第7レンズ、及び第8レンズを含み、前記第1レンズは、負の屈折力を有し、光軸上で物体側面が凹状であり、前記第4レンズは、光軸上で物体側面とセンサー側面が両方とも凸状であり、低屈折率を有し、前記第5レンズは、光軸上でセンサー側面が凹状であり、高屈折率であり、前記第7レンズは、正(+)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凹状であり、前記第8レンズは、負(-)の屈折力を有し、光軸上で センサー側面が凹状であり、下記の数式1を満足し、<数1> 0.5<f4/F<1.5、前記f4は、第4レンズの焦点距離であり、Fは、光学系の有効焦点距離であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式2、3、及び4のうち少なくとも一つを満足し、<数2> 1.4<nd1<1.6、前記nd1は、第1レンズの587nmにおける屈折率であり、<数3> 10<vd5<30、前記vd5は、第5レンズのアッベ数であり、<数4> F/EPD>1、前記EPDは、光学系の入射瞳の直径であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式5、6、及び7のうち少なくとも一つを満足し、<数5> 1<T1/T3<5、<数6> 1<T4/T5<5、<数7> 1<T7/T8<5、T1は、第1レンズの中心厚であり、T3は、第3レンズの中心厚であり、T4は、第4レンズの中心厚であり、T5は、第5レンズの中心厚であり、T7は、第7レンズの中心厚であり、T8は、第8レンズの中心厚であり得る。
本発明の実施例によれば、下記の数式8及び9の少なくとも一つを含み、<数8> |f5|>|f4|、<数9> 0.5<|f7|/|f8|<2、f4は、第4レンズの焦点距離であり、f5は、第5レンズの焦点距離であり、f7は、第7レンズが焦点距離であり、f8は、第8レンズの焦点距離であり得る。
<数1>
0.5<f4/F<1.5
0.5<f4/F<1.5
<数2>
1.4<nd1<1.6
1.4<nd1<1.6
<数3>
10<vd5<30
10<vd5<30
<数5>
1<T1/T3<5
1<T1/T3<5
<数6>
1<T4/T5<5
1<T4/T5<5
<数7>
1<T7/T8<5
1<T7/T8<5
<数9>
0.5<|f7|/|f8|<2
0.5<|f7|/|f8|<2
Claims (17)
- 物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ 、第7レンズ、及び第8レンズを含み、
前記第1レンズは、負の屈折力を有し、光軸上で物体側面が凹状であり、
前記第4レンズは、光軸上で物体側面とセンサー側面が両方とも凸状であり、低屈折率を有し、
前記第5レンズは、光軸上でセンサー側面が凹状であり、高屈折率であり、
前記第7レンズは、正(+)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凸状であり、
前記第8レンズは、負(-)の屈折力を有し、光軸上で センサー側面が凸状であり、
下記の数式1を満足し、
<数1> 0.5>f4/F<1.5
前記f4は、第4レンズの焦点距離であり、Fは、光学系の有効焦点距離である、光学系。 - 下記の数式2、3、及び4のうち少なくとも一つを満足し、
<数2> 1.4>nd1<1.6
前記nd1は、第1レンズの587nmにおける屈折率であり、
<数3> 10>vd5<30
前記vd5は、第5レンズのアッベ数であり、
<数4> F/EPD>1
前記EPDは、光学系の入射瞳の直径である、請求項1に記載の光学系。 - 下記の数式5、6、及び7のうち少なくとも一つを満足し、
<数5> 1>T1/T3<5
<数6> 1>T4/T5<5
<数7> 1>T7/T8<5
T1は、第1レンズの中心厚であり、
T3は、第3レンズの中心厚であり、
T4は、第4レンズの中心厚であり、
T5は、第5レンズの中心厚であり、
T7は、第1レンズの中心厚であり、
T8は、第3レンズの中心厚である、請求項1に記載の光学系。 - 下記の数式8及び9の少なくとも一つを含み、
<数8> |f5|>|f4|
<数9> 0.5>|f7|/|f8|<2
f4は、第4レンズの焦点距離であり、
f5は、第5レンズの焦点距離であり、
f7は、第7レンズが焦点距離であり、
f8は、第8レンズの焦点距離である、請求項1に記載の光学系。 - 前記第1レンズの中心厚さは、第2~第8レンズの中心部のそれぞれの厚さよりも厚く、
前記第1レンズと第2レンズとの間の光軸間隔は、前記第2~第8レンズの隣接する2つのレンズ間の光軸間隔よりも大きい、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 前記第1~第8レンズの光軸上で物体側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、
物体側面が凹状のレンズは、4枚以下である、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 前記第1~第8レンズの光軸上でセンサー側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、
センサー側面が凹状のレンズは、4枚以下である、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 前記第1、5、6、及び8レンズのセンサー側面は、凹状である、請求項7に記載の光学系。
- 前記第1~第8レンズのうち、アッベ数が50以上のレンズは、5枚以上であり、50未満のレンズは、3枚以下である、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第1~第8レンズのうち、屈折率が1.6以上のレンズは、3枚以上であり、
屈折率が1.6未満のレンズは、5枚以下である、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 前記第1~第8レンズの中心厚さが0.5mm以上のレンズは、3枚以上であり、0.5mm未満のレンズは、5枚以下であり、
前記第1、2、3レンズの中心厚さがT1、T2、及びT3である場合、T3<T2<T1を満足する、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 前記第3~第6レンズの中心厚さがT3、T4、T5、及びT6である場合、T5≦T3<T6<T4を満足する、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第1~第8レンズのうち第2レンズの焦点距離が最も大きい、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第3レンズを基準として、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第1レンズ、前記第2レンズ、及び前記第3レンズの順に小さくなり、
前記第3レンズを基準として、物体側またはセンサー側面の有効径は、前記第3レンズ、前記第4レンズ、前記第5レンズ、及び前記第6レンズの順に大きくなる、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の光学系。 - 物体側からセンサー側方向に光軸に沿って順次配置される第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、 及び第8レンズを含み、
前記第1レンズは、負の屈折力を有し、光軸上で物体側面が凹状であり、
前記第4レンズは、光軸上で物体側面とセンサー側面が両方とも凸状であり、低屈折率を有し、
前記第5レンズは、光軸上でセンサー側面が凹状であり、高屈折率であり、
前記第7レンズは、正(+)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凸状であり、
前記第8レンズは、負(-)の屈折力を有し、光軸上でセンサー側面が凸状であり、
前記第1~第8レンズの光軸上で物体側面が凸状のレンズは、4枚以上であり、センサー側面が凹状のレンズは、5枚以下であり、
前記第1~第8レンズの物体側面とセンサー側面のうち変曲点を有する面は、4面以上である、光学系。 - 前記第8レンズのセンサー側に配置されたイメージセンサーと、
前記イメージセンサーと前記第8レンズとの間に配置された光学フィルタと、を含み、
下記数式1~4のうち少なくとも一つを含み、
<数1> 0.5>f4/F<1.5
前記f4は、第4レンズの焦点距離であり、Fは、光学系の有効焦点距離であり、
<数2> 1.4>nd1<1.6
前記nd1は、第1レンズの587nmにおける屈折率であり、
<数3> 10>vd5<30
前記vd5は、第5レンズのアッベ数であり、
<数4> F/EPD>1
前記EPDは、光学系の入射瞳の直径である、請求項15に記載の光学系。 - 前記第3レンズと前記第4レンズとの間の周りに配置された絞りを含む、請求項15または請求項16に記載の光学系。
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