KR101171517B1 - Subminiature Optical System - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 가지고, 물체측 면과 상측 면이 볼록한 형상이며 비구면인 제1 렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목한 메니스커스 형상인 제2 렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 형상인 제3 렌즈; 정의 굴절력을 가지고, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상이며, 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 제4 렌즈; 및 부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 이루어진 제5 렌즈;를 포함할 수 있다.An ultra-compact optical system according to an embodiment of the present invention comprises a first lens having a positive refractive power, in order from the object side, the object side surface and the image side surface is convex and aspherical; A second lens having negative refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is concave; A third lens having positive refractive power and having an image-side surface convex; A fourth lens having a positive refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is convex, wherein at least one of the object side surface and the image side surface is an aspherical surface; And a fifth lens having negative refractive power and formed of an aspherical surface having a concave side and an inflection point on the image side.
Description
본 발명은 초소형 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신단말기, PDA 등에 탑재되거나, 감시용 카메라 및 디지털 카메라 등에 적용되고 색수차를 최소화하는 고해상도 렌즈 성능을 달성하는 5매 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-compact optical system, and more particularly, to a five-lens lens mounted on a mobile communication terminal, a PDA, or the like, applied to a surveillance camera and a digital camera, and achieving high resolution lens performance that minimizes chromatic aberration.
일반적으로 이동통신 단말기나 컴퓨터, 노트북 그리고 차량 등에는 주변의 영상 정보를 보여주거나 촬영 등을 할 수 있도록 카메라가 장착되는데, 이동통신 단말기의 슬림화 경향이나 컴퓨터나 노트북 등의 소형화 경향에 따라 카메라도 소형 경량이면서도 높은 화질을 보유할 것이 요구되고 있다.In general, cameras are installed in mobile communication terminals, computers, laptops, and vehicles to display or record video information of surroundings. It is required to have high image quality while being lightweight.
따라서, 광학계도 해상도, 화상의 품질 등에서 고성능이 요구되기 때문에 광학계를 구성하는 렌즈의 구성이 복잡해지고 있으며, 이와 같이 구성적으로 또는 광학적으로 복잡해지는 경우에는 광학계 자체의 크기가 증가하여 소형화 및 박형화에 반한다는 문제점이 있다.Therefore, since the optical system also requires high performance in terms of resolution, image quality, and the like, the configuration of the lens constituting the optical system is complicated. In the case of such a configuration or optical complexity, the size of the optical system itself is increased to reduce the size and thickness There is a problem.
또한, 고해상도 요구가 커지면서 이미지 센서의 픽셀 사이즈 또한 점점 작아지고 있으며, 이러한 작은 픽셀 사이즈에 대응하기 위해서는 고해상도 렌즈가 개발되어야 한다.In addition, as the demand for high resolution increases, the pixel size of the image sensor becomes smaller and smaller, and a high resolution lens needs to be developed to cope with such a small pixel size.
이러한 고해상도 렌즈에 대한 요구와 함께 대량 양산에 따른 경제적인 측면도 충족시켜야 하는 바, 플라스틱 렌즈를 이용한 고해상도 렌즈 개발이 요구되고 있다.Along with the demand for high resolution lenses, the economic aspects of mass production have to be satisfied. Therefore, development of high resolution lenses using plastic lenses is required.
그러나, 플라스틱 렌즈의 경우 신뢰성 확보에 어려움이 많고, 글래스 재질에 비해 종류도 한정되어 있어서 재질 선택에 어려움이 많은 것이 사실이다.However, in the case of plastic lenses, it is difficult to secure reliability, and the type is limited compared to glass materials, and thus, it is true that the selection of materials is difficult.
따라서, 색수차를 제거해 고해상도를 달성하면서도 소형화, 박형화를 추구할 수 있으며, 환경에 따른 민감도를 둔감시키도록 하여 수율의 저하를 방지하는 광학계에 대한 연구가 시급한 실정이다.Therefore, while achieving high resolution by removing chromatic aberration, it is possible to pursue miniaturization and thinning, and it is urgent to study an optical system that prevents a decrease in yield by reducing sensitivity according to the environment.
본 발명의 목적은 소형화, 박형화가 가능하고 제 수차 및 MTF특성과 같은 광학적 성능을 양호하게 유지하는 5매 렌즈 구성의 초소형 광학계에 관한 것이다.An object of the present invention is to provide an ultra-compact optical system having a five-lens configuration that can be miniaturized and thinned, and maintains good optical performance such as aberration and MTF characteristics.
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 가지고, 물체측 면과 상측 면이 볼록한 형상이며 비구면인 제1 렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목한 메니스커스 형상인 제2 렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 형상인 제3 렌즈; 정의 굴절력을 가지고, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상이며, 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 제4 렌즈; 및 부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 이루어진 제5 렌즈;를 포함하며, 다음의 조건식 1 내지 8을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.An ultra-compact optical system according to an embodiment of the present invention comprises a first lens having a positive refractive power, in order from the object side, the object side surface and the image side surface is convex and aspherical; A second lens having negative refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is concave; A third lens having positive refractive power and having an image-side surface convex; A fourth lens having a positive refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is convex, wherein at least one of the object side surface and the image side surface is an aspherical surface; And a fifth lens having negative refractive power, the image-side surface being concave and having an inflection point with an inflection point, and satisfying the following
[조건식 1] 1.1 < tt/f < 1.5[Condition 1] 1.1 <tt / f <1.5
[조건식 2] 0.5 < f1/f < 1.2[Condition 2] 0.5 <f1 / f <1.2
[조건식 3] 25 < Vg1 - Vg2 < 50[Condition 3] 25 <Vg1-Vg2 <50
[조건식 4] |Vg3 - Vg4| < 15[Condition 4] | Vg3-Vg4 | <15
[조건식 5] |Vg1 - Vg3| < 15
[조건식 6] |A3| > 1.5*10-5
[조건식 7] |A4| > 1.5*10-5
[조건식 8] |A5| > 1.5*10-5 [Condition 5] | Vg1-Vg3 | <15
[Condition 6] | A3 | > 1.5 * 10 -5
[Condition 7] | A4 | > 1.5 * 10 -5
[Condition 8] | A5 | > 1.5 * 10 -5
여기서, tt: 제1 렌즈의 물체측 면에서부터 결상면(結像面)까지의 거리Where tt is the distance from the object-side surface of the first lens to the imaging surface
f: 광학계의 초점거리f: focal length of optical system
f1: 제1 렌즈의 초점거리f1: focal length of the first lens
Vg1: 제1 렌즈의 아베수(Abbe number) Vg1: Abbe number of the first lens
Vg2: 제2 렌즈의 아베수(Abbe number) Vg2: Abbe number of the second lens
Vg3: 제3 렌즈의 아베수(Abbe number) Vg3: Abbe number of the third lens
Vg4: 제4 렌즈의 아베수(Abbe number)
A3: 제3 렌즈의 선열팽창 계수
A4: 제4 렌즈의 선열팽창 계수
A5: 제5 렌즈의 선열팽창 계수Vg4: Abbe number of the fourth lens
A3: coefficient of thermal expansion of the third lens
A4: coefficient of linear thermal expansion of the fourth lens
A5: coefficient of thermal expansion of the fifth lens
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본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계는 다음의 조건식 9 및 10을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.The ultra-compact optical system according to an embodiment of the present invention may be characterized by satisfying the following
[조건식 9] |A1| > 1.5*10-5 [Condition 9] | A1 | > 1.5 * 10 -5
[조건식 10] |A2| > 1.5*10-5 [Condition 10] | A2 | > 1.5 * 10 -5
여기서, A1: 제1 렌즈의 선열팽창 계수Here, A1: coefficient of linear thermal expansion of the first lens
A2: 제2 렌즈의 선열팽창 계수 A2: coefficient of thermal expansion of the second lens
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계는 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 구비되어 빛의 양을 조절하는 조리개;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The micro-optical system according to an embodiment of the present invention may further include an aperture provided between the first lens and the second lens to adjust the amount of light.
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계의 상기 제5 렌즈의 물체측 면은 변곡점이 없는 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.The object-side surface of the fifth lens of the micro-optical system according to an embodiment of the present invention may be formed of an aspherical surface having no inflection point.
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계의 상기 제2 렌즈는 물체측 면 및 상측 면 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.The second lens of the micro-optical system according to an embodiment of the present invention may be characterized in that at least one of the object-side surface and the image-side surface is aspheric.
본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계의 상기 제5 렌즈의 물체측 면은 오목 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.The object-side surface of the fifth lens of the ultra-compact optical system according to an embodiment of the present invention may be characterized in that the concave shape.
본 발명에 따른 초소형 광학계에 의하면, 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 양호하게 유지함으로써 고해상도 및 고선명도의 우수한 품질을 갖는 화상을 얻을 수 있다.According to the microscopic optical system according to the present invention, by maintaining the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberrations well, an image having excellent quality of high resolution and high definition can be obtained.
또한, 렌즈의 민감도를 줄여 수율의 저하를 방지할 수 있으며, 이미지 센서에 입사하는 광의 입사각도를 줄일 수 있으므로 작은 픽셀 사이즈에 대응하는 광학계를 제공할 수 있다.In addition, the sensitivity of the lens can be reduced to prevent a decrease in yield, and the incident angle of light incident on the image sensor can be reduced, thereby providing an optical system corresponding to a small pixel size.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도.
도 2는 도 1 및 표 1에 도시된 초소형 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프.
도 3 및 도 4는 도 1 및 표 1에 도시된 초소형 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도.
도 6는 도 5 및 표 3에 도시된 초소형 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프.
도 7 및 도 8는 도 5 및 표 3에 도시된 초소형 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프.
도 9은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도.
도 10는 도 9 및 표 5에 도시된 초소형 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프.
도 11 및 도 12는 도 9 및 표 5에 도시된 초소형 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도.
도 14는 도 13 및 표 7에 도시된 초소형 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프.
도 15 및 도 16는 도 13 및 표 7에 도시된 초소형 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도.
도 18는 도 17 및 표 9에 도시된 초소형 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프.
도 19 및 도 20는 도 17 및 표 9에 도시된 초소형 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프.1 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of an ultra-compact optical system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating aberration diagrams of the microscopic optical systems shown in FIGS. 1 and 1, showing longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion.
3 and 4 are graphs showing the MTF characteristics of the microscopic optical systems shown in FIGS. 1 and 1 and analysis graphs showing the distribution of lateral colors.
5 is a lens configuration diagram showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating aberration diagrams of the ultra-compact optical system shown in FIGS. 5 and 3, illustrating longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion.
7 and 8 are graphs showing the MTF characteristics of the microscopic optical systems shown in FIGS. 5 and 3 and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
9 is a lens configuration diagram showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph illustrating aberration diagrams of the microscopic optical systems illustrated in FIGS. 9 and 5, illustrating longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion.
11 and 12 are graphs showing the MTF characteristics of the microscopic optical systems shown in FIGS. 9 and 5 and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
FIG. 13 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of an ultra-compact optical system according to a fourth embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 14 is a graph illustrating the aberration diagram of the ultra-compact optical system shown in FIGS. 13 and 7, showing longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion.
15 and 16 are graphs showing the MTF characteristics of the microscopic optical systems shown in FIGS. 13 and 7 and analysis graphs showing the distribution of lateral colors.
FIG. 17 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the fifth embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 18 is a graph illustrating aberrations of the ultra-compact optical system shown in FIGS. 17 and 9, showing longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion.
19 and 20 are graphs showing the MTF characteristics of the microscopic optical systems shown in FIGS. 17 and 9 and analysis graphs showing the distribution of lateral colors.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계(100)의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이다.1 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of the microscopic
이하의 렌즈 구성도에서, 렌즈의 두께, 크기, 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지 않는다.In the following lens configuration, the thickness, size, and shape of the lens have been somewhat exaggerated for explanation, and in particular, the shape of the spherical or aspherical surface shown in the lens configuration is merely an example and is not limited thereto.
일반적으로, 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈, 내부에 소정의 공간이 형성되어 렌즈를 수용하는 하우징, 상기 렌즈에 의한 결상면에 대응하는 이미지 센서, 상기 하우징의 타단에 고정설치 되며 그 일면에 상기 이미지 센서가 장착되어 상기 이미지 센서에서 감지된 이미지를 처리하기 위한 회로 기판 등으로 이루어질 수 있다.In general, the camera module has at least one lens, a predetermined space formed therein, a housing accommodating the lens, an image sensor corresponding to an imaging surface by the lens, and a fixed installation at the other end of the housing, wherein the image is fixed on one surface of the camera module. The sensor may be mounted to a circuit board for processing an image sensed by the image sensor.
본 발명은 이러한 카메라 모듈 중 초소형의 카메라 모듈에 사용되는 초소형 광학계(100)에 관한 것이다.
The present invention relates to a
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 물체측으로부터 순서대로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4) 및 제5 렌즈(L5)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 1에 도시된 IP는 상면(Image plane)을 나타낸다.As shown in FIG. 1, the microscopic
상기 제1 렌즈(L1)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측 면(1)과 상측 면(2)이 볼록한 형상이고 비구면일 수 있으며, 상기 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가지며, 상측 면(5)이 오목한 메니스커스 형상일 수 있다.The first lens L1 has a positive refractive power, the object-
또한, 상기 제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지며, 상측 면(7)이 볼록한 형상이다.In addition, the third lens L3 has a positive refractive power, and the
또한, 상기 제4 렌즈(L4)는 정의 굴절력을 가지며, 상측 면(9)이 볼록한 메니스커스 형상이며, 물체측 면(8)과 상측 면(9) 중 적어도 하나의 면이 비구면일 수 있다.In addition, the fourth lens L4 may have positive refractive power, have a meniscus shape in which the
여기서, 상기 제5 렌즈(L5)는 상측 면(11)이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 이루어질 수 있다.Here, the fifth lens L5 may be formed of an aspherical surface having an
이러한 렌즈 구성은 물체측으로부터 차례로 정, 부, 정, 정 및 부의 굴절력을 갖는 5개의 렌즈(L1, L2, L3, L4 및 L5)를 적절히 배분함으로써 소형화 및 박형화에 유리할 수 있다.
This lens configuration can be advantageous for miniaturization and thinning by appropriately distributing five lenses L1, L2, L3, L4 and L5 having positive, negative, positive, positive and negative refractive powers from the object side in turn.
가장 물체측에 배치되는 상기 제1 렌즈(L1)는 양면(1, 2)을 볼록하게 형성하고 양의 굴절력을 갖게 함으로써, 광학계의 물체측에서 광학계 전체의 굴절력을 조정하게 할 수 있다.The first lens L1 most disposed on the object side can convex both
상기 제2 렌즈(L2)는 상대적으로 분산값이 큰(즉, 작은 아베수를 갖는) 재질을 이용하고 상측 면(5)을 오목하게 형성하고, 부의 굴절력을 갖게 하여 그 후방에 배치되는 제3 내지 제5 렌즈(L3~L5)에서 색분산을 보상할 수 있도록 구성한다.The second lens L2 is formed of a material having a relatively large dispersion value (that is, having a small Abbe number), and concave to form the
또한, 상기 제2 렌즈(L2)는 물체측 면(4) 및 상측 면(5) 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어 질 수 있다.In addition, at least one of the object-
또한, 상기 제2 렌즈(L2)는 분산값이 큰 렌즈이므로 후술할 실시예의 분석 그래프에서 알 수 있듯이 색수차가 개선되고 고해상도를 추구할 수 있다.In addition, since the second lens L2 is a lens having a large dispersion value, chromatic aberration may be improved and high resolution may be pursued, as can be seen in the analysis graph of the embodiment to be described later.
여기서, 상기 제1 렌즈(L1)와 상기 제2 렌즈(L2) 사이에는 조리개(AS)가 구비되는데, 상기 조리개(AS)가 상기 제1 렌즈(L1)와 상기 제2 렌즈(L2) 사이에 배치됨으로써 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1) 쪽에 배치할 때보다 광학계를 슬림화, 박형화하는데 유리할 수 있다.Here, an aperture AS is provided between the first lens L1 and the second lens L2, and the aperture AS is disposed between the first lens L1 and the second lens L2. The arrangement may be advantageous in making the optical system slimmer and thinner than the arrangement in the object-
상기 제3 렌즈(L3)는 상측 면(7)이 볼록한 형상을 가지는 정의 굴절력을 갖도록 하여 그 전방에 배치되는 상기 제2 렌즈(L2)를 통과한 빛을 작은 입사 각도로 입사시킬 수 있다.The third lens L3 may have the positive refractive power having the convex shape of the
상기 제4 렌즈(L4)는 상측 면(9)이 볼록한 메니스커스 형상으로 물체측 면(8)과 상측 면(9) 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어질 수 있다.The fourth lens L4 may have a meniscus shape in which the
상기 제5 렌즈(L5)는 가장 상측에 배치되는 렌즈로 상측 면(11)이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 형성되므로, 상면(IP)으로 입사되는 광의 입사각도를 감소시킴으로써 픽셀 사이즈가 작은 이미지 센서에서도 수차를 감소시킨 우수한 화질의 영상을 획득할 수 있게 된다.The fifth lens L5 is a lens disposed at the uppermost side, and the
여기서, 상기 제5 렌즈(L5)의 물체측 면(10)은 변곡점이 없는 비구면으로 이루어질 수 있으며, 오목 형상으로 이루어질 수 있다.Here, the object-
또한, 상기 제5 렌즈(L5)의 상측 면(11)을 오목하게 형성하여 상면(IP) 방향으로 크게 돌출되지 않으며 백 포커스를 짧게 할 수 있어 본 발명에 따른 초소형 광학계(100) 전체 길이의 단축화에 유리한 구성이 될 수 있다.In addition, the image-
또한, 상기 제5 렌즈(L5)의 초점거리를 짧게 가져감으로써, 곡률반경을 작게 형성한 상기 제4 렌즈(L4)의 상측 면(9)과 함께 텔레센트릭 특성을 확보하고 넓은 화각에서도 민감도를 둔화시킬 수 있다.In addition, by bringing the focal length of the fifth lens L5 to a shorter length, the telecentric characteristic is secured together with the
여기서, 상기 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터(OF)가 설치될 수 있으며, 이러한 광학적 필터(OF)는 원칙적으로 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 본다.Here, an optical filter (OF) such as an infrared filter or a cover glass may be installed between the fifth lens (L5) and the image surface (IP), the optical filter (OF) in principle does not affect the optical performance Seen to be.
또한, 상기 상면(IP)은 CCD(Charge Coupled Device), COMS(Complementary Metal Oxide Semicondictor) 등의 촬상 소자의 결상면에 해당한다.In addition, the upper surface IP corresponds to an imaging surface of an imaging device such as a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semicondictor (COMS).
한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 상기한 바와 같은 특징과 함께 다음과 같은 조건식을 만족하는 범위 내에서 구현되도록 함이 바람직하다. On the other hand, the
우선 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 다음의 조건식 1 내지 5를 만족시키는 범위 내에서 구현되는 것이 바람직하다.
First, the
[조건식 1] 1.1 < tt/f < 1.5
[Condition 1] 1.1 <tt / f <1.5
상기 조건식 1에서, tt는 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)에서부터 상면(IP)까지의 거리를 나타내고, f는 광학계의 초점거리를 나타낸다.In the above
상기 조건식 1은 고해상도를 만족시키면서 광학계 전체의 길이를 작게 하기 위한 조건식으로, 조건식 1의 하한을 벗어나게 되면, 코마수차 및 비점수차가 크게 증가하게 되어 선명한 화상을 얻는 것이 어렵게 되고 또한 화면 중심과 주변의 최적 상면 위치가 크게 벗어나게 되어 화면 전체에서 고해상도를 실현하는 것이 불가능하게 된다.
그리고, 조건식 1의 상한을 벗어나게 되면 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)에서 상면(IP)까지의 거리가 길어지게 되어 소형화, 박형화 및 슬림한 광학계를 실현하는 것이 불가능해진다.If the distance from the upper limit of
한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 상기 조건식 1과 함께 또는 독립적으로 다음의 조건식 2를 만족시키는 범위내에서 구현됨이 바람직하다.
On the other hand, the
[조건식 2] 0.5 < f1/f < 1.2
[Condition 2] 0.5 <f1 / f <1.2
상기 조건식 2에서, f1은 제1 렌즈(L1)의 초점거리를 나타내며, f는 광학계의 초점거리를 나타낸다.In
상기 조건식 2는 제1 렌즈(L1)의 굴절력에 관련된 조건을 규정하는 것으로, 광학계 전체의 크기를 작게 유지하면서 종구면수차 및 코마 플레어(Coma Flare) 발생을 억제함으로써 우수한 화질을 확보하고, 환경에 따른 민감도를 둔화시켜 수율의 저하를 방지하기 위한 조건식이다.
상기 조건식 2의 하한을 벗어나게 되면 종구면수차 및 코마수차가 크게 발생하게 되어 화질의 저하를 초래하게 된다.When the deviation from the lower limit of the
그리고, 상기 조건식 2의 상한을 벗어나게 되면 상기 제1 렌즈(L1)의 굴절력이 약해짐으로 말미암아 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)에서 출발한 광선이 광축과 만나는 위치가 멀어지게 되어 슬림한 광학계를 구현할 수 없게 되며, 환경에 따른 민감도 또한 증가하게 되고, 색수차가 증가하여 색수차 보정이 어려워지게 된다.And, if the deviation from the upper limit of the
한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 상기 조건식 1 및 2 중 적어도 하나와 함께 또는 독립적으로 다음의 조건식 3 내지 5를 만족시키는 범위내에서 구현됨이 바람직하다.
On the other hand, the
[조건식 3] 25 < Vg1 - Vg2 < 50[Condition 3] 25 <Vg1-Vg2 <50
[조건식 4] |Vg3 - Vg4| < 15[Condition 4] | Vg3-Vg4 | <15
[조건식 5] |Vg1 - Vg3| < 15
[Condition 5] | Vg1-Vg3 | <15
상기 조건식 3 내지 5에서, Vg1 내지 Vg4는 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)의 아베수(Abbe number)를 나타낸다.In the above
상기 조건식 3 내지 5는 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L2)의 재질에 관련된 조건을 규정하는 것으로, 상기 조건식 3의 범위를 벗어나게 되는 경우 상기 제2 렌즈(L2)의 아베수가 상대적으로 크게(분산값이 작게) 형성되는 경우로써, 색분산 보정이 어려워질 수 있다.
그리고, 상기 조건식 3의 상한을 벗어나게 되는 경우에는 제 수차도, 즉 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차가 증가하게 되며, MTF특성이 나빠질 수 있다.When the deviation from the upper limit of the
또한, 상기 조건식 4 및 5의 범위를 벗어나게 되는 경우에도 마찬가지의 문제가 발생하게 된다.
In addition, the same problem occurs when the condition is out of the range of the
한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 상기 조건식 1 내지 5 중 적어도 하나와 함께 또는 독립적으로 다음의 조건식 6 내지 8을 만족시키는 범위내에서 구현됨이 바람직하다.
On the other hand, the
[조건식 6] |A3| > 1.5*10-5 [Condition 6] | A3 | > 1.5 * 10 -5
[조건식 7] |A4| > 1.5*10-5 [Condition 7] | A4 | > 1.5 * 10 -5
[조건식 8] |A5| > 1.5*10-5
[Condition 8] | A5 | > 1.5 * 10 -5
상기 조건식 6 내지 8에서, A3 내지 A5는 제3 렌즈(L3) 내지 제5 렌즈(L5)의 선열팽창 계수를 나타낸다.In the above
상기 조건식 6 내지 8은 제3 렌즈(L3) 내지 제5 렌즈(L5)의 온도에 따른 팽창 정도의 조건을 규정한 것으로, 상기 조건식을 벗어나게 되는 경우 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 환경에 따른 민감도가 증가하여 수율의 저하를 초래하게 된다.
즉, 상기 조건식 6 내지 8은 환경 변화에 따른 민감도를 둔화시켜 수율의 저하를 방지하기 위한 최소한의 범위인 것이다.That is,
한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 상기 조건식 1 내지 8 중 적어도 하나와 함께 또는 독립적으로 다음의 조건식 9 및 10을 만족시키는 범위내에서 구현됨이 바람직하다.
On the other hand, the
[조건식 9] |A1| > 1.5*10-5 [Condition 9] | A1 | > 1.5 * 10 -5
[조건식 10] |A2| > 1.5*10-5
[Condition 10] | A2 | > 1.5 * 10 -5
상기 조건식 9 및 10에서, A1 및 A2는 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)의 선열팽창 계수를 나타낸다.In the above
상기 조건식 9 및 10도 상기 조건식 6 내지 8과 마찬가지로 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)의 온도에 따른 팽창 정도의 조건을 규정한 것으로, 상기 조건식을 벗어나게 되는 경우에는 본 발명에 따른 광학계가 환경에 따른 민감도를 증가하여 수율의 저하를 초래하게 된다.The
한편, 이하에서는 도 1에 도시된 제1 실시예, 도 5에 도시된 제2 실시예, 도 9에 도시된 제3 실시예, 도 13에 도시된 제4 실시예 및 도 17에 도시된 제5 실시예에 관하여 구체적인 수치를 적용함으로써 각 실시예에 따른 초소형 광학계에 관하여 좀 더 구체적으로 설명한다.Meanwhile, hereinafter, the first embodiment shown in FIG. 1, the second embodiment shown in FIG. 5, the third embodiment shown in FIG. 9, the fourth embodiment shown in FIG. 13, and the agent shown in FIG. 17 will be described. By applying specific numerical values with respect to the five embodiments will be described in more detail with respect to the micro-optical system according to each embodiment.
우선, 이하의 실시예 1 내지 5는 전술한 바와 같이, 정의 굴절력을 가지고 물체측 면(1)과 상측 면(2)이 볼록한 형상이고 비구면인 제1 렌즈(L1), 부의 굴절력을 가지며 상측 면(5)이 오목한 메니스커스 형상인 제2 렌즈(L2), 정의 굴절력을 가지며 상측 면(7)이 볼록한 제3 렌즈(L3), 정의 굴절력을 가지고 상측 면(9)이 볼록한 메니스커스 형상이고 물체측 면(8)과 상측 면(9) 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 제4 렌즈(L4) 및 부의 굴절력을 가지며 상측 면(11)이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 이루어진 제5 렌즈(L5)를 포함하며, 상기 제1 렌즈(L1)와 상기 제2 렌즈(L2) 사이에 조리개(AS)가 구비된다. First, the following Examples 1 to 5 have a positive refractive power, the first lens L1 having a positive refractive power, an image-
또한, 상기 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등에 대응하는 광학적 필터(OF)가 구비되고, 또한 상면(IP)은 CCD, CMOS 등의 이미지 센서의 결상면에 해당한다.
In addition, an optical filter OF corresponding to an infrared filter, a cover glass, or the like is provided between the fifth lens L5 and the image surface IP, and the image surface IP is formed on an imaging surface of an image sensor such as a CCD or a CMOS. Corresponding.
이하의 각 실시예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수(K) 및 비구면 계수(A,B,C,D,E,F)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+01은 101을, E-02는 10-2을 나타낸다. The aspherical surface used in each of the following examples is obtained from well-known
Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리Z: Distance from the vertex of the lens to the optical axis direction
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리Y: Distance in the direction perpendicular to the optical axis
c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경(r)의 역수c: inverse of the radius of curvature r at the vertex of the lens
K : 코닉(Conic) 상수K: Conic constant
A,B,C,D,E,F : 비구면 계수
A, B, C, D, E, F: Aspheric coefficient
[제1 실시예][First Embodiment]
하기의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 초소형 광학계의 수치예를 나타내고 있으며, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이고, 도 2는 도 1 및 표 1에 도시된 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프이며, 도 3 및 도 4는 도 1 및 표 1에 도시된 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프이다.Table 1 below shows a numerical example of the ultra-compact optical system according to the first embodiment of the present invention, Figure 1 is a lens configuration showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 1 and Table 1 are diagrams showing the aberration diagrams of the optical system shown in FIG. 1, and are analytical graphs showing the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration, and FIGS. It is a graph showing MTF characteristics and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
제1 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리(tt)는 5.95mm이고, 광학계 전체의 초점거리(f)는 4.72mm, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 3.0mm, 제2 렌즈(L2)의 아베수(Vg2)는 25.59이며, 제1 렌즈(L1), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 아베수(Vg1, Vg3, Vg4)는 56.27이다.
In the case of the first embodiment, the distance tt from the object-side surface of the first lens L1 to the image surface IP is 5.95 mm, the focal length f of the entire optical system is 4.72 mm, and the first lens L1. The focal length f1 is 3.0 mm, and the Abbe number Vg2 of the second lens L2 is 25.59, and the Abbe number of the first lens L1, the third lens L3, and the fourth lens L4 ( Vg1, Vg3, Vg4) is 56.27.
면 번호
Cotton number
곡률반경(mm)
Bending Radius (mm)
거리(t)Thickness or
Distance (t)
굴절률(Nd)
Refractive index (Nd)
아베수(Vgn)
Abbe (Vgn)
비고
Remarks
상기 수학식 1에 의한 제1 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 2와 같다.The aspherical coefficients of the first embodiment according to
번호if
number
K
K
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
[제2 실시예][Second Embodiment]
하기의 표 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 초소형 광학계의 수치예를 나타내고 있으며, 도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이고, 도 6는 도 5 및 표 3에 도시된 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프이며, 도 7 및 도 8는 도 5 및 표 3에 도시된 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프이다.Table 3 below shows a numerical example of the ultra-compact optical system according to the second embodiment of the present invention, Figure 5 is a lens configuration showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the second embodiment of the present invention, Figure 6 5 is a graph illustrating the first aberration diagram of the optical system shown in FIG. 5 and Table 3, which is an analysis graph showing longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion, and FIGS. It is a graph showing MTF characteristics and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
제2 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리(tt)는 5.32mm이고, 광학계 전체의 초점거리(f)는 4.05mm, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 2.9828mm, 제2 렌즈(L2)의 아베수(Vg2)는 25.59이며, 제1 렌즈(L1), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 아베수(Vg1, Vg3, Vg4)는 56.27이다.
In the case of the second embodiment, the distance tt from the object-side surface of the first lens L1 to the image surface IP is 5.32 mm, the focal length f of the entire optical system is 4.05 mm, and the first lens L1 Has a focal length f1 of 2.9828 mm, an Abbe number Vg2 of the second lens L2 of 25.59, and an Abbe number of the first lens L1, the third lens L3, and the fourth lens L4 ( Vg1, Vg3, Vg4) is 56.27.
면 번호
Cotton number
곡률반경(mm)
Bending Radius (mm)
거리(t)Thickness or
Distance (t)
굴절률(Nd)
Refractive index (Nd)
아베수(Vgn)
Abbe (Vgn)
비고
Remarks
SP-1516
상기 수학식 1에 의한 제2 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 4와 같다.The aspherical coefficients of the second embodiment according to
번호if
number
K
K
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
[제3 실시예]Third Embodiment
하기의 표 5은 본 발명의 제3 실시예에 의한 초소형 광학계의 수치예를 나타내고 있으며, 도 9은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이고, 도 10는 도 9 및 표 5에 도시된 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프이며, 도 11 및 도 12는 도 9 및 표 5에 도시된 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프이다.Table 5 below shows a numerical example of the ultra-compact optical system according to the third embodiment of the present invention, Figure 9 is a lens configuration showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the third embodiment of the present invention, Figure 10 9 is a graph illustrating an aberration diagram of the optical system illustrated in FIGS. 9 and 5, and is an analysis graph illustrating longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion, and FIGS. 11 and 12 are diagrams illustrating the optical systems illustrated in FIGS. It is a graph showing MTF characteristics and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
제3 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리(tt)는 7.07mm이고, 광학계 전체의 초점거리(f)는 5.78mm, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 3.52mm, 제2 렌즈(L2)의 아베수(Vg2)는 25.59이며, 제1 렌즈(L1), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 아베수(Vg1, Vg3, Vg4)는 56.27이다.
In the third embodiment, the distance tt from the object-side surface of the first lens L1 to the image surface IP is 7.07 mm, the focal length f of the entire optical system is 5.78 mm, and the first lens L1 The focal length f1 is 3.52 mm, the Abbe number Vg2 of the second lens L2 is 25.59, and the Abbe number of the first lens L1, the third lens L3, and the fourth lens L4 ( Vg1, Vg3, Vg4) is 56.27.
면 번호
Cotton number
곡률반경(mm)
Bending Radius (mm)
거리(t)Thickness or
Distance (t)
굴절률(Nd)
Refractive index (Nd)
아베수(Vgn)
Abbe (Vgn)
비고
Remarks
상기 수학식 1에 의한 제3 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 6와 같다.The aspherical coefficients of the third embodiment according to
K
K
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
[제4 실시예][Fourth Embodiment]
하기의 표 7은 본 발명의 제4 실시예에 의한 초소형 광학계의 수치예를 나타내고 있으며, 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이고, 도 14는 도 13 및 표 7에 도시된 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프이며, 도 15 및 도 16는 도 13 및 표 7에 도시된 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프이다.Table 7 below shows a numerical example of the ultra-compact optical system according to the fourth embodiment of the present invention, Figure 13 is a lens configuration showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the fourth embodiment of the present invention, Figure 14 FIG. 13 is a graph illustrating the aberration diagrams of the optical systems shown in FIGS. 13 and 7, illustrating analysis of spherical aberration, astigmatism, and distortion, and FIGS. 15 and 16 illustrate an optical system shown in FIGS. It is a graph showing MTF characteristics and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
제4 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리(tt)는 5.91mm이고, 광학계 전체의 초점거리(f)는 4.81mm, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 3.3578mm, 제1 렌즈(L1)의 아베수(Vg1)는 62.76이고, 제2 렌즈(L2)의 아베수(Vg2)는 27.57이며, 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 아베수(Vg3, Vg4)는 56.27이다.
In the case of the fourth embodiment, the distance tt from the object-side surface of the first lens L1 to the image surface IP is 5.91 mm, the focal length f of the entire optical system is 4.81 mm, and the first lens L1. Has a focal length f1 of 3.3578 mm, an Abbe number Vg1 of the first lens L1 is 62.76, an Abbe number Vg2 of the second lens L2 is 27.57, and a third lens L3 and a third lens. The Abbe's numbers Vg3 and Vg4 of the four lenses L4 are 56.27.
면 번호
Cotton number
곡률반경(mm)
Bending Radius (mm)
거리(t)Thickness or
Distance (t)
굴절률(Nd)
Refractive index (Nd)
아베수(Vgn)
Abbe (Vgn)
비고
Remarks
상기 수학식 1에 의한 제4 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 8와 같다.The aspherical coefficients of the fourth embodiment according to
K
K
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
[제5 실시예][Fifth Embodiment]
하기의 표 9은 본 발명의 제5 실시예에 의한 초소형 광학계의 수치예를 나타내고 있으며, 도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 도시한 렌즈 구성도이고, 도 18는 도 17 및 표 9에 도시된 광학계의 제 수차도를 도시한 도면으로 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타내는 분석 그래프이며, 도 19 및 도 20는 도 17 및 표 9에 도시된 광학계의 MTF특성을 도시한 그래프 및 레터럴 컬러의 분포를 나타내는 분석 그래프이다.Table 9 below shows a numerical example of the ultra-compact optical system according to the fifth embodiment of the present invention, Figure 17 is a lens configuration showing the lens arrangement of the ultra-compact optical system according to the fifth embodiment of the present invention, Figure 18 FIG. 17 is a graph illustrating the aberration diagrams of the optical systems shown in FIGS. 17 and 9, illustrating analysis of spherical aberration, astigmatism, and distortion, and FIGS. 19 and 20 illustrate the optical systems shown in FIGS. It is a graph showing MTF characteristics and an analysis graph showing the distribution of lateral colors.
제5 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리(tt)는 5.92mm이고, 광학계 전체의 초점거리(f)는 4.80mm, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 2.85mm, 제1 렌즈(L1)의 아베수(Vg1)는 59.66이고, 제2 렌즈(L2)의 아베수(Vg2)는 27.57이며, 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 아베수(Vg3, Vg4)는 56.27이다.
In the case of the fifth embodiment, the distance tt from the object-side surface of the first lens L1 to the image surface IP is 5.92 mm, the focal length f of the entire optical system is 4.80 mm, and the first lens L1 Has a focal length f1 of 2.85 mm, an Abbe number Vg1 of the first lens L1 is 59.66, an Abbe number Vg2 of the second lens L2 is 27.57, and a third lens L3 and a third lens. The Abbe's numbers Vg3 and Vg4 of the four lenses L4 are 56.27.
면 번호
Cotton number
곡률반경(mm)
Bending Radius (mm)
거리(t)Thickness or
Distance (t)
굴절률(Nd)
Refractive index (Nd)
아베수(Vgn)
Abbe (Vgn)
비고
Remarks
상기 수학식 1에 의한 제5 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 10과 같다.The aspherical coefficients of the fifth embodiment according to
번호if
number
K
K
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
이상의 실시예들은 상기 조건식 1 내지 10을 만족하는 범위 내에서의 시험값들임을 확인할 수 있으며, 도 2 내지 4, 도 6 내지 8, 도 10 내지 12, 도 14 내지 16 및 도 18 내지 20에 도시된 바와 같이 종구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 양호하게 유지함으로써 고해상도 및 고선명도의 우수한 품질을 갖는 화상을 얻을 수 있다.The above embodiments can be confirmed that the test values within the range satisfying the
또한, 본 발명에 따른 광학계는 MTF특성 및 레터럴 컬러의 분포를 향상시킬 수 있다.In addition, the optical system according to the present invention can improve the distribution of MTF characteristics and lateral color.
또한, 렌즈의 민감도를 줄여 수율의 저하를 방지할 수 있으며, 이미지 센서에 입사하는 광의 입사각도를 줄일 수 있으므로 작은 픽셀 사이즈에 대응하는 광학계를 제공할 수 있다.In addition, the sensitivity of the lens can be reduced to prevent a decrease in yield, and the incident angle of light incident on the image sensor can be reduced, thereby providing an optical system corresponding to a small pixel size.
L1 내지 L5: 제1 내지 제5 렌즈
1, 2 및 4 내지 11: 제1 내지 제5 렌즈의 면번호
3: 조리개의 면번호
OF: 광학적 필터
12, 13: 광학적 필터의 면번호
IP: 상면L1 to L5: first to fifth lenses
1, 2 and 4 to 11: surface number of first to fifth lenses
3: face number of iris
OF: optical filter
12, 13: face number of the optical filter
IP: Top
Claims (7)
정의 굴절력을 가지고, 물체측 면과 상측 면이 볼록한 형상이며 비구면인 제1 렌즈;
부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목한 메니스커스 형상인 제2 렌즈;
정의 굴절력을 가지며, 상측 면이 볼록한 형상인 제3 렌즈;
정의 굴절력을 가지고, 상측 면이 볼록한 메니스커스 형상이며, 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 제4 렌즈; 및
부의 굴절력을 가지며, 상측 면이 오목하고 변곡점이 있는 비구면으로 이루어진 제5 렌즈;를 포함하며, 다음의 조건식 1 내지 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
[조건식 1] 1.1 < tt/f < 1.5
[조건식 2] 0.5 < f1/f < 1.2
[조건식 3] 25 < Vg1 - Vg2 < 50
[조건식 4] |Vg3 - Vg4| < 15
[조건식 5] |Vg1 - Vg3| < 15
[조건식 6] |A3| > 1.5*10-5
[조건식 7] |A4| > 1.5*10-5
[조건식 8] |A5| > 1.5*10-5
여기서, tt: 제1 렌즈의 물체측 면에서부터 상면(IP)까지의 거리
f: 광학계의 초점거리
f1: 제1 렌즈의 초점거리
Vg1: 제1 렌즈의 아베수(Abbe number)
Vg2: 제2 렌즈의 아베수(Abbe number)
Vg3: 제3 렌즈의 아베수(Abbe number)
Vg4: 제4 렌즈의 아베수(Abbe number)
A3: 제3 렌즈의 선열팽창 계수
A4: 제4 렌즈의 선열팽창 계수
A5: 제5 렌즈의 선열팽창 계수
In order from the object side,
A first lens having a positive refractive power, the object-side surface and the image-side surface being convex and aspherical;
A second lens having negative refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is concave;
A third lens having positive refractive power and having an image-side surface convex;
A fourth lens having a positive refractive power and having a meniscus shape in which an image side surface is convex, wherein at least one of the object side surface and the image side surface is an aspherical surface; And
And a fifth lens having a negative refractive power, and having an aspherical surface having a concave and inflection point at an image side thereof, and including the following conditional expressions 1 to 8.
[Condition 1] 1.1 <tt / f <1.5
[Condition 2] 0.5 <f1 / f <1.2
[Condition 3] 25 <Vg1-Vg2 <50
[Condition 4] | Vg3-Vg4 | <15
[Condition 5] | Vg1-Vg3 | <15
[Condition 6] | A3 | > 1.5 * 10 -5
[Condition 7] | A4 | > 1.5 * 10 -5
[Condition 8] | A5 | > 1.5 * 10 -5
Tt: distance from the object-side surface of the first lens to the image surface IP
f: focal length of optical system
f1: focal length of the first lens
Vg1: Abbe number of the first lens
Vg2: Abbe number of the second lens
Vg3: Abbe number of the third lens
Vg4: Abbe number of the fourth lens
A3: coefficient of thermal expansion of the third lens
A4: coefficient of linear thermal expansion of the fourth lens
A5: coefficient of thermal expansion of the fifth lens
다음의 조건식 9 및 10을 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
[조건식 9] |A1| > 1.5*10-5
[조건식 10] |A2| > 1.5*10-5
여기서, A1: 제1 렌즈의 선열팽창 계수
A2: 제2 렌즈의 선열팽창 계수
The method of claim 1,
The ultra-compact optical system which satisfies the following conditional expressions 9 and 10.
[Condition 9] | A1 | > 1.5 * 10 -5
[Condition 10] | A2 | > 1.5 * 10 -5
Here, A1: coefficient of linear thermal expansion of the first lens
A2: coefficient of thermal expansion of the second lens
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 구비되어 빛의 양을 조절하는 조리개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
The method according to claim 1 or 3,
The micro-optical system further comprises a stop provided between the first lens and the second lens to adjust the amount of light.
상기 제5 렌즈의 물체측 면은 변곡점이 없는 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
The method according to claim 1 or 3,
Miniature optical system, characterized in that the object-side surface of the fifth lens is composed of an aspherical surface having no inflection point.
상기 제2 렌즈는 물체측 면 및 상측 면 중 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
The method according to claim 1 or 3,
The second lens is an ultra-compact optical system, characterized in that at least one of the object-side surface and the image side surface is aspheric surface.
상기 제5 렌즈의 물체측 면은 오목 형상인 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.The method according to claim 1 or 3,
The microscopic optical system according to claim 5, wherein the object-side surface of the fifth lens is concave.
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