KR101175873B1 - Compact optical system - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 소형 촬상 광학계에 관한 것이다.
본 발명의 카메라용 광학계는, 양의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 형상의 제1 렌즈; 음의 굴절력을 가지며, 물체측으로 오목한 형상의 제2 렌즈; 양의 굴절력을 가지며, 근축 상에서 상측으로 볼록한 매니스커스 형상의 제3 렌즈; 및 음의 굴절력을 가지며, 근축 상에서 물체측으로 오목한 면이 형성된 비구면 형상의 제4 렌즈;를 포함하며, 설계 자유도를 향상시켜 이동통신단말기의 적용이 용이한 컴팩트한 카메라용 광학계를 구현할 수 있는 장점이 있다.A compact imaging optical system according to the present invention.
An optical system for a camera of the present invention includes: a first lens having positive refractive power and having a convex shape toward an object side; A second lens having negative refractive power and shaped concave toward the object side; A third lens having a meniscus shape having positive refractive power and convex toward the image on the paraxial axis; And a fourth lens having a negative refractive power and having an aspheric shape having a concave surface on the paraxial axis, and having an advantage in that it is possible to implement a compact camera optical system that can be easily applied to a mobile communication terminal by improving design freedom. have.
Description
본 발명은 소형의 촬상 광학계에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 조리개가 전방에 배치되고, 순차적으로 양, 음, 양, 음의 굴절력을 갖는 4매의 렌즈로 구성됨과 아울러 전장 길이를 짧게 하여 휴대폰 등의 휴대용 단말기에 장착 가능한 소형 촬상 광학계에 관한 것이다.
The present invention relates to a compact imaging optical system, and more particularly, a diaphragm is disposed in front, consisting of four lenses having a positive, negative, positive, and negative refractive power in sequence, and shorten the overall length of the mobile phone or the like. The present invention relates to a compact imaging optical system that can be mounted on a portable terminal.
최근에 이르러 이동통신 단말기, PDA 및 스마트폰과 같은 이동 통신 수단은 그 사용량이 증대되고 통신 기술을 통해 제공되는 서비스가 다양해짐에 따라 기본적인 통신 기능 외에 다양한 형태의 부가 기능이 탑재되고 있다.In recent years, mobile communication means such as mobile communication terminals, PDAs, and smart phones have been equipped with various types of additional functions in addition to basic communication functions as their usage increases and various services provided through communication technologies are diversified.
그 중에서도 영상의 촬영이나 전송 및 화상 통화 등을 위해 이동 통신 수단에는 필수적으로 카메라 모듈이 실장되고, 카메라 모듈을 통해 촬영된 영상을 이용하여 다양한 서비스가 제공되거나 새로운 서비스가 속속 개발되고 있다.Among them, a camera module is essentially mounted in a mobile communication means for capturing or transmitting an image and making a video call, and various services are provided or new services are continuously developed using images captured through the camera module.
특히 최근에는 카메라 모듈에 장착되는 렌즈군으로 이루어진 광학계에 대하여 소형화, 경량화, 저비용화가 요구되고 있고, CCD나 CMOS로 구성된 이미지센서의 픽셀 사이즈가 점차 작아짐에 따라 높은 해상도와 고화질의 광학계가 요구되고 있는 실정이다.In particular, in recent years, miniaturization, weight reduction, and cost reduction are required for optical systems composed of lens groups mounted on a camera module, and as the pixel size of an image sensor composed of CCD and CMOS is gradually reduced, high resolution and high quality optical systems are required. It is true.
이와 같이 광학계가 높은 해상도를 유지하기 위해서는 다수의 렌즈를 사용하여야 하고 광투과도 및 굴절률이 높은 유리(glass) 렌즈를 사용하여 광학계를 구성하는 것이 바람직하나, 이동 통신 수단에 탑재되는 광학계의 특성상 종래와 같은 광학계 설계로는 소형화와 저비용화의 조건을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.In order to maintain the high resolution of the optical system, a plurality of lenses should be used, and it is preferable to construct the optical system using glass lenses having high light transmittance and high refractive index, but due to the characteristics of the optical system mounted on the mobile communication means, The same optical system design has a problem that it is difficult to satisfy the conditions of miniaturization and low cost.
따라서, 이동 통신 수단에 탑재되는 광학계는 소형화와 제조 단가 절감을 위하여 성형이 용이한 플라스틱 렌즈를 사용하고 가능한 렌즈 매수를 줄여야 하나, 광학 성능이 유리 렌즈에 비해 저하된 플라스틱 렌즈를 사용하기 때문에 일반적인 광학계의 설계로는 광학 성능을 만족시키기가 어렵고 렌즈 매수의 감소에 의해 광학계의 설계 자유도가 저하되는 단점이 있다.Therefore, the optical system mounted on the mobile communication means should use a plastic lens that is easy to mold and reduce the number of lenses possible for miniaturization and manufacturing cost reduction. However, since the optical performance uses a plastic lens whose optical performance is lower than that of the glass lens, the general optical system It is difficult to satisfy the optical performance by the design, and the design freedom of the optical system is reduced due to the reduction of the number of lenses.
이러한 단점을 해결하기 위하여 종래의 광학계는 광학계의 성능 향상과 수차 보정 등을 위해 유리(glass) 렌즈와 플라스틱 렌즈를 혼합 적용한 광학계를 채용하고 있으나, 수차 보정이 용이하지 않고 비구면을 적용하기가 어려운 유리 렌즈의 특성상 광학 설계 상으로 전장의 길이가 짧은 광학계를 설계하기가 어렵고, 유리 렌즈의 사용으로 제작 비용 절감하기가 어려운 문제점이 도출되고 있다.
In order to solve these disadvantages, the conventional optical system adopts an optical system in which a glass lens and a plastic lens are mixed to improve the performance of the optical system and correct aberration, but it is difficult to correct aberration and difficult to apply aspherical surface. Due to the characteristics of the lens, it is difficult to design an optical system having a short length due to the optical design, and it is difficult to reduce the manufacturing cost by using a glass lens.
따라서, 본 발명은 종래 광학계에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 4매의 렌즈를 모두 비구면 플라스틱 렌즈로 구성하고, 제2 렌즈의 물체측 면이 오목면으로 구성함으로써, 전장의 길이를 최대한 짧게 하면서도 제작 비용을 최소화할 수 있도록 하여 휴대폰 등의 소형 휴대 단말기에 채용이 용이한 소형 촬상 광학계가 제공됨에 발명의 목적이 있다.
Accordingly, the present invention was devised to solve the above-mentioned disadvantages and problems in the conventional optical system, and all four lenses are composed of aspherical plastic lenses, and the object-side surface of the second lens is concave. It is an object of the present invention to provide a small-capacity optical system that can be easily employed in a small portable terminal such as a mobile phone by minimizing the production cost while minimizing the length of the overall length.
본 발명의 상기 목적은, 양의 굴절력을 가지며 물체측으로 볼록한 형상의 제1 렌즈; 음의 굴절력을 가지며 물체측으로 오목한 형상의 제2 렌즈; 양의 굴절력을 가지는 매니스커스 형상의 제3 렌즈; 및 음의 굴절력을 가지는 비구면 형상의 제4 렌즈;를 포함하는 소형 촬상 광학계가 제공됨에 의해서 달성된다.The object of the present invention, the first lens having a positive refractive power and of the convex shape on the object side; A second lens having negative refractive power and concave toward the object side; A third lens of a meniscus shape having positive refractive power; And a fourth lens having an aspheric shape having negative refractive power.
상기 제3 렌즈는 근축 상에서 상측으로 볼록하고, 물체측으로 오목한 면으로 구성될 수 있다.The third lens may be configured as a surface convex toward the image side on the paraxial axis and concave toward the object side.
또한, 제4 렌즈는 근축 상에서 물체측으로 오목한 면으로 구성될 수 있다.In addition, the fourth lens may be configured as a surface concave toward the object side on the paraxial axis.
또한, 본 발명의 광학계는 광축방향 치수에 대하여 다음의 조건식 1을 만족하고, 제2 렌즈의 곡률 반경에 대하여 다음의 조건식 2를 만족할 수 있다.In addition, the optical system of the present invention may satisfy the following
[조건식 1] 0.4 < f1/f < 1.0[Condition 1] 0.4 <f1 / f <1.0
[조건식 2] -4 < (R3 + R4)/(R3 - R4) < -1[Condition 2] -4 <(R3 + R4) / (R3-R4) <-1
여기서, f1 : 제1 렌즈의 초점거리Here, f1: focal length of the first lens
f : 광학계 전체의 유효 초점거리 f: effective focal length of the whole optical system
R3 : 제2 렌즈의 물체측의 근축 곡률 반경 R3: paraxial curvature radius on the object side of the second lens
R4 : 제2 렌즈의 상측 근축 곡률 반경
R4: Image paraxial curvature radius of the second lens
또한, 본 발명의 광학계는 상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 양면이 모두 비구면으로 구성됨이 바람직하다.In addition, in the optical system of the present invention, both surfaces of the first to fourth lenses are preferably composed of aspherical surfaces.
이때, 상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 모두 플라스틱 렌즈로 구성될 수 있다.In this case, all of the first to fourth lenses may be formed of plastic lenses.
또한, 상기 제1 렌즈의 전방에는 본 발명의 광학계를 경유하는 광 중에서 불필요한 광을 차단하는 개구 조리개가 구비될 수 있다.In addition, the front of the first lens may be provided with an aperture stop for blocking unnecessary light from the light passing through the optical system of the present invention.
한편, 본 발명의 광학계는 광축 방향 치수에 대하여 다음의 조건식 3을 만족한다.On the other hand, the optical system of the present invention satisfies the following
[조건식 3] TTL/f < 1.4[Condition 3] TTL / f <1.4
여기서, TTL : 제1 렌즈의 물체측 면에서 상 면까지의 거리Here, TTL: distance from the object-side surface of the first lens to the image surface
f : 광학계 전체의 유효 초점 거리
f: effective focal length of the whole optical system
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라용 광학계는 4매의 렌즈를 적용하면서도 4매의 렌즈를 모두 비구면 플라스틱 렌즈로 구성함으로써, 설계 자유도를 향상시켜 이동통신단말기의 적용이 용이한 컴팩트한 카메라용 광학계를 구현할 수 있는 장점이 있다.
As described above, the optical system for a camera according to the present invention comprises four aspherical plastic lenses while applying four lenses, thereby improving design freedom and making it easy to apply a mobile communication terminal. There is an advantage to implement the optical system for.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도.
도 2a 내지 도 2c는 각각 표 1 및 도 1에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차.
도 3a 내지 도 3d는 제1 실시예의 필드별 코마수차도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도.
도 5a 내지 도 5c는 각각 표 3 및 도 4에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차.
도 6a 내지 도 6d는 제2 실시예의 필드별 코마수차도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도.
도 8a 내지 도 8b는 각각 표 5 및 도 7에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차.
도 9a 내지 도 9d는 제3 실시예의 필드별 코마수차도.1 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of an optical system for a camera according to a first embodiment of the present invention.
2A to 2C are spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the optical system shown in Table 1 and FIG. 1, respectively.
3A to 3D are field-specific coma aberration diagrams of the first embodiment.
4 is a lens configuration diagram showing a lens arrangement of an optical system for a camera according to a second embodiment of the present invention.
5A to 5C are spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the optical system shown in Tables 3 and 4, respectively.
6A to 6D are field-specific coma aberration diagrams of the second embodiment.
7 is a lens diagram illustrating a lens arrangement of an optical system for a camera according to a third exemplary embodiment of the present invention.
8A to 8B are spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the optical system shown in Tables 5 and 7, respectively.
9A to 9D are field-specific coma aberration diagrams of the third embodiment.
본 발명에 따른 소형 촬상 광학계의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.Matters relating to the operational effects including the technical configuration for the above object of the compact imaging optical system according to the present invention will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
다만, 이하의 각 실시예별 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기, 형상은 본 발명의 상세한 설명을 위하여 다소 과장되게 도시하였으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지는 않는다.
However, the thickness, size, and shape of the lenses in the lens configuration diagrams of the following embodiments are somewhat exaggerated for the detailed description of the present invention. In particular, the shape of the spherical or aspherical surface shown in the lens configuration is merely an example. It is not limited to a shape.
도 1은 본 발명에 따른 카메라용 광학계의 제1 실시예를 도시한 렌즈 구성도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 소형 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 물체측으로 볼록한 형상으로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L1)와, 물체측으로 오목한 형상을 갖고 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L2)와, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상으로 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3)와, 음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4)로 구성될 수 있으며, 제1 렌즈(L1)의 전방에는 개구 조리개(AS)가 설치될 수 있다.1 is a lens configuration diagram showing a first embodiment of an optical system for a camera according to the present invention. As shown in FIG. 1, the compact imaging optical system according to the present invention has a positive shape in a convex shape from the object side to the object side in order. A first lens L1 having refractive power, a second lens L2 concave toward the object side and a negative refractive power, a third lens L3 having positive refractive power in an image-convex meniscus shape, and The fourth lens L4 may have a negative refractive power, and the aperture diaphragm AS may be installed in front of the first lens L1.
또한, 상기 제4 렌즈(L4)와 상(像)면(11) 사이에는 광학계를 경유하는 광 중에 과도한 적외선을 차단하기 위한 적외선 필터나 적외선 필터가 코팅된 커버 글라스로 구성된 광학적 필터(OF)가 구비될 수 있다.In addition, between the fourth lens (L4) and the
본 발명에 따른 소형 촬상 광학계는 조리개(AS)를 제1 렌즈(L1)의 전방에 위치시켜 광량의 확보가 용이하도록 함과 아울러 제1 렌즈(L1)를 통해 유입될 수 있는 잡광이 최대한 차단될 수 있도록 함으로써, 4매의 렌즈를 사용하면서도 초소형 광학계의 구성이 가능할 수 있다.The compact imaging optical system according to the present invention places the diaphragm AS in front of the first lens L1 so as to easily secure the amount of light and to block the light that can flow through the first lens L1 as much as possible. By making it possible, it is possible to configure an ultra-compact optical system while using four lenses.
또한, 상기 제4 렌즈(L4)는 광축 상에서 물체측으로 오목한 비구면을 갖는 형상으로 구성되어 있음에 따라 광속(luminous flux)을 수렴하여 적절한 초점거리를 제공할 수 있으며, 이로 인해 상(像)면(11) 끝단에서의 왜곡수차를 제어할 수 있도록 한다.In addition, since the fourth lens L4 is configured in a shape having an aspherical surface concave toward the object on the optical axis, the fourth lens L4 may converge luminous flux to provide an appropriate focal length. 11) The distortion aberration at the end can be controlled.
한편, 본 발명에 채용되는 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 이동통신단말기에 주로 채용되는 소형의 촬상 광학계를 구성하고 있음을 감안하여 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)가 모두 렌즈의 가공이 용이한 플라스틱 렌즈로 형성됨으로써, 광학계의 경량화와 가공성이 향상되고 제조원가를 절감할 수 있다.On the other hand, the first lens (L1) to the fourth lens (L4) employed in the present invention in consideration of the configuration of a compact imaging optical system mainly employed in the mobile communication terminal, the first lens (L1), the second lens ( Since the L2), the third lens L3 and the fourth lens L4 are all formed of a plastic lens which is easy to process the lens, the optical system can be reduced in weight and workability and the manufacturing cost can be reduced.
또한, 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 각 렌즈가 가지는 굴절면을 비구면으로 형성하여 각종 수차의 보정이 용이하도록 할 수 있으며, 렌즈의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.In addition, the first lens L1 to the fourth lens L4 may form an aspherical surface of each lens to facilitate correction of various aberrations, and may improve design freedom of the lens.
따라서, 본 발명의 카메라용 광학계는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 각각 양, 음, 양, 음의 굴절력을 갖도록 배치하고 각각의 렌즈의 굴절면을 성형이 용이한 비구면으로 하여 광학계의 해상력을 향상시키고, 비점 수차와 왜곡 특성을 개선함과 아울러 조리개(AS)를 제1 렌즈(L1) 전방에 배치하여 제1 렌즈(L1)의 크기를 감소시킴에 의한 소형의 광학계 형성이 가능할 수 있도록 한다.
Therefore, in the optical system for a camera of the present invention, the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are disposed to have positive, negative, positive, and negative refractive power, respectively. In addition, the refractive surface of each lens is an aspherical surface which is easy to mold, thereby improving the resolution of the optical system, improving astigmatism and distortion characteristics, and placing the aperture AS in front of the first lens L1. It is possible to form a small optical system by reducing the size of L1).
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 광학계 하에서 다음의 조건식 1 내지 조건식 6의 작용효과에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보자.
Let us look at in more detail with respect to the effect of the following
[조건식 1] 0.4 < f1/f < 1.0[Condition 1] 0.4 <f1 / f <1.0
여기서, f1 제1 렌즈의 초점 거리이고, Here, f1 is the focal length of the first lens,
f는 광학계 전체의 유효 초점거리이다. f is the effective focal length of the whole optical system.
조건식 1은 전체 광학계의 광축방향 치수를 규정하는 것으로 광학계의 소형화에 대한 조건이다.
즉, 조건식 1의 하한을 벗어나는 경우에는 제1 렌즈의 광 파워가 너무 크게 되어 구면 수차 및 코마 수차의 보정이 어렵고, 조건식 1의 상한을 벗어나는 경우에는 제 수차의 보정면에서 유리할 수 있으나, 광학계의 광축 방향의 전장이 길어지게 되어 주로 이동통신단말기에 채용되는 소형 촬상 광학계의 기술적 특징인 소형화의 관점에 상반된다.
In other words, if the optical power of the first lens is too large to deviate from the lower limit of
[조건식 2] -4 < (R3 + R4)/(R3 - R4) < -1[Condition 2] -4 <(R3 + R4) / (R3-R4) <-1
여기서, R3는 제2 렌즈의 근축에 대한 물체측 곡률 반경이고, Where R3 is the object-side curvature radius with respect to the paraxial axis of the second lens,
R4는 제2 렌즈의 근축에 대한 상측 곡률 반경이다. R4 is an image curvature radius with respect to the paraxial axis of the second lens.
조건식 2는 제2 렌즈의 곡률 반경의 치수를 규정하는 것으로 조건식 1과 마찬가지로 소형화에 대한 조건이다.
즉, 조건식 1의 하한을 벗어나는 경우에는 제2 렌즈의 제1면인 물체측 면의 곡률이 비대하게 커질 수 있기 때문에 근축(광축) 상에서 색수차의 보정이 어려우며, 조건식 1의 상한을 벗어나는 경우에는 제4 렌즈의 유효경이 커질(유효경이 커지는 이유는?) 수 밖에 없어 전체적으로 소형화를 추구하는 광학계를 구성하기가 어렵다.
That is, when the deviation from the lower limit of
[조건식 3] TTL/f < 1.4[Condition 3] TTL / f <1.4
여기서, TTL : 제1 렌즈의 물체측 면에서 상 면까지의 거리Here, TTL: distance from the object-side surface of the first lens to the image surface
f : 광학계 전체의 유효 초점 거리이다. f: Effective focal length of the whole optical system.
조건식 3은 전체 광학계의 전장 길이를 규정하기 위한 조건이다.
이하에서, 구체적인 수치 실시예를 통해 본 발명의 광학계를 좀 더 자세하게 살펴본다.Hereinafter, the optical system of the present invention will be described in more detail through specific numerical examples.
이하의 제1 실시예 내지 제3 실시예는 모두 전술한 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로 물체측으로 볼록한 형상으로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L1)와, 물체측으로 오목한 형상을 갖고 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L2)와, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상으로 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3)와, 음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4)를 포함하며, 제1 렌즈(L1)의 전방에는 개구 조리개(AS)가 설치된다.As described above, the following first to third embodiments all have a first lens L1 having positive refractive power in a convex shape from the object side to the object side in order, and a negative refractive power having a concave shape toward the object side. A second lens (L2) having a positive lens, a third lens (L3) having positive refractive power in a meniscus shape convex toward the image, and a fourth lens (L4) having negative refractive power, and including a first lens ( In front of L1), an aperture stop AS is provided.
또한, 상기 제4 렌즈(L4)와 상(像)면(11) 사이에는 적외선 필터나 적외선 필터가 코팅된 커버 글라스로 구성된 광학적 필터(OF)가 구비된다.
In addition, an optical filter OF including an infrared filter or a cover glass coated with an infrared filter is provided between the fourth lens L4 and the
한편, 이하의 각 실시예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수(K)와 비구면 계수(A,B,C,D,E,F)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+02은 102을, E-02는 10-2을 나타낸다.
On the other hand, the aspherical surface used in each of the following examples is obtained from a known equation (1), 'E used for the conic constant (K) and aspherical coefficients (A, B, C, D, E, F) And the number following it represents a power of ten. For example, E + 02 represents 10 2 and E-02 represents 10 −2 .
여기서, Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리Where Z is the distance from the apex 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 수치예를 나타내고 있다.Table 1 below shows numerical examples according to the first embodiment of the present invention.
또한, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도이고, 도 2a와 도 2b 및 도 2c는 각각 표 1 및 도 1에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차를 나타내며, 도 3a 내지 도 3d는 제1 실시예의 필드별 코마수차도이다. In addition, Figure 1 is a lens configuration showing the lens arrangement of the optical system for the camera according to the first embodiment of the present invention, Figures 2a, 2b and 2c is a spherical aberration of the optical system shown in Table 1 and 1, respectively Astigmatism and distortion aberrations are shown, and FIGS. 3A to 3D are field-based coma aberration diagrams of the first embodiment.
제1 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)으로부터 상면까지의 거리(TL)는 4.152㎜, 전체 광학계의 유효초점거리(f)는 3.884㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 모두 플라스틱 렌즈로 구성된다.
In the case of the first embodiment, the distance TL from the object-
표 1에서 면 번호 앞의 * 표시는 비구면을 나타내며, 제1 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 모든 면은 비구면이다.In Table 1, the * in front of the surface number denotes an aspherical surface, and in the first embodiment, all surfaces of the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4. Is aspherical.
또한, 수학식 1에 의한 제1 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 2와 같다.In addition, the values of the aspherical coefficients of the first embodiment according to
[제2 실시예][Second Embodiment]
하기의 표 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.Table 3 below shows numerical examples according to the second embodiment of the present invention.
또한, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도이고, 도 5a와 내지 도 5c는 각각 표 3 및 도 4에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차를 나타내며, 도 6a 내지 도 6d는 제2 실시예의 필드별 코마수차도이다. In addition, Figure 4 is a lens configuration showing the lens arrangement of the optical system for a camera according to a second embodiment of the present invention, Figures 5a and 5c are spherical and astigmatism of the optical system shown in Table 3 and 4, respectively And distortion aberrations, and FIGS. 6A to 6D are comma aberration diagrams for each field of the second embodiment.
제2 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)으로부터 상면까지의 거리(TL)는 4.122㎜전체 광학계의 유효초점거리(f)는 3.850㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 모두 플라스틱 렌즈로 구성된다.
In the case of the second embodiment, the distance TL from the object-
표 3에서 면 번호 앞의 * 표시는 비구면을 나타내며, 제2 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 모든 면은 비구면이다.In Table 3, the * in front of the surface number denotes an aspherical surface, and in the second embodiment, all surfaces of the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4. Is aspherical.
또한, 수학식 1에 의한 제2 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 4와 같다.In addition, the values of the aspherical coefficients of the second embodiment according to
[제3 실시예]Third Embodiment
하기의 표 5은 본 발명의 제3 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.Table 5 below shows a numerical example according to the third embodiment of the present invention.
또한, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라용 광학계의 렌즈 배치를 나타낸 렌즈 구성도이고, 도 8a 내지 도 8c는 각각 표 5 및 도 7에 도시된 광학계의 구면수차와 비점수차 및 왜곡수차를 나타내며, 도 9a 내지 도 9d는 제3 실시예의 필드별 코마수차도이다. 7 is a lens configuration diagram showing the lens arrangement of the optical system for a camera according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8C are spherical aberration and astigmatism of the optical system shown in Tables 5 and 7, respectively. 9A to 9D show the coma aberration for each field of the third embodiment.
제3 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(1)으로부터 상면까지의 거리(TL)는 4.116㎜, 전체 광학계의 유효초점거리(f)는 3.850㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1) 내지 제4 렌즈(L4)는 모두 플라스틱 렌즈로 구성된다.
In the third embodiment, the distance TL from the object-
표 5에서 면 번호 앞의 * 표시는 비구면을 나타내며, 제3 실시예의 경우, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)의 모든 면은 비구면이다.In Table 5, the * in front of the surface number denotes an aspherical surface, and in the third embodiment, all surfaces of the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4. Is aspherical.
또한, 수학식 1에 의한 제3 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 6와 같다.In addition, the values of the aspherical coefficients of the third embodiment according to
이상의 실시예를 동하여 도 2, 도 3, 도 5, 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 제 수차의 특성이 우수한 광학계를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
2, 3, 5, 6, 8, and 9, the optical system having excellent characteristics of the aberration can be obtained by using the above embodiments.
한편, 상기 제1 내지 제3 실시예에 대한 조건식 1 내지 조건식 3의 값은 다음의 표 7과 같다.
Meanwhile, the values of
상기의 표 7에서와 같이 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예는 조건식 1내지 조건식 3을 만족하고 있다는 것을 확인할 수 있다.
As shown in Table 7, it can be seen that the first to third embodiments of the present invention satisfy
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It will be possible, but such substitutions, changes and the like should be regarded as belonging to the following claims.
L1. 제1 렌즈 L2. 제2 렌즈
L3. 제3 렌즈 L4. 제4 렌즈
AS. 개구 조리개 OF. 광학적 필터
1, 2, 3, 4...9, 10, 11. 면 번호L1. First lens L2. Second lens
L3. Third lens L4. Fourth lens
AS. Aperture aperture OF. Optical filter
1, 2, 3, 4 ... 9, 10, 11. Face number
Claims (6)
음의 굴절력을 가지며, 물체측으로 오목한 형상의 제2 렌즈;
양의 굴절력을 가지며, 근축 상에서 상측으로 볼록한 매니스커스 형상의 제3 렌즈; 및
음의 굴절력을 가지며, 근축 상에서 물체측으로 오목한 면이 형성된 비구면 형상의 제4 렌즈;를 포함하며,
제1 렌즈 내지 제4 렌즈는, 플라스틱 렌즈로 구성되고,
상기 제2 렌즈의 곡률 반경과 광학계의 광축방향 치수에 대하여 다음의 조건식을 만족하는 소형 촬상 광학계.
[조건식] -4 < (R3 + R4)/(R3 - R4) < -1
여기서, R3 : 제2 렌즈의 물체측의 근축 곡률 반경
R4 : 제2 렌즈의 상측 근축 곡률 반경
[조건식] TTL/f < 1.4
여기서, TTL : 제1 렌즈의 물체측 면에서 상 면까지의 거리
f : 광학계 전체의 유효 초점 거리
A first lens having positive refractive power and shaped convex toward the object;
A second lens having negative refractive power and shaped concave toward the object side;
A third lens having a meniscus shape having positive refractive power and convex toward the image on the paraxial axis; And
And a fourth lens having a negative refractive power and having an aspherical surface with a concave surface formed on the paraxial axis.
The first to fourth lenses are composed of a plastic lens,
A compact imaging optical system that satisfies the following conditional expression for the radius of curvature of the second lens and the optical axis direction dimension of the optical system.
[Condition Expression] -4 <(R3 + R4) / (R3-R4) <-1
Here, R3: paraxial curvature radius on the object side of the second lens
R4: Image paraxial curvature radius of the second lens
[Condition Expression] TTL / f <1.4
Here, TTL: distance from the object-side surface of the first lens to the image surface
f: effective focal length of the whole optical system
상기 광학계는 광축방향 치수에 대하여 다음의 조건식을 만족하는 소형 촬상 광학계.
[조건식] 0.4 < f1/f < 1.0
여기서, f1 : 제1 렌즈의 초점거리
f : 광학계 전체의 유효 초점거리
The method of claim 1,
And the optical system satisfies the following conditional expression with respect to the optical axis dimension.
[Condition Expression] 0.4 <f1 / f <1.0
Here, f1: focal length of the first lens
f: effective focal length of the whole optical system
상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 양면이 모두 비구면으로 구성된 소형 촬상 광학계.
The method of claim 1,
The first to fourth lenses, the both sides of the compact imaging optical system consisting of an aspherical surface.
상기 제1 렌즈의 전방에는 상기 제1 렌즈를 통해 유입되는 불필요한 광을 차단하는 개구 조리개가 구비된 소형 촬상 광학계.The method of claim 1,
A small imaging optical system having an aperture diaphragm for blocking unnecessary light flowing through the first lens in front of the first lens.
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