KR101963591B1 - 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및 상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 렌즈 중에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 복수의 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 ft라 할 때, 0.8 < TTL/ft < 1.1을 만족할 수 있다.

Description

촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기{Optical system and portable electronic device including the same}
본 발명은 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.
그런데 휴대용 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.
특히, 망원 렌즈는 초점거리와 전장길이가 상대적으로 길기 때문에, 휴대용 단말기에 장착하기 어려운 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0000759호
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 좁은 화각을 구현하면서도 슬림한 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및 상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 렌즈 중에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 복수의 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 ft라 할 때, 0.8 < TTL/ft < 1.1을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기에 의하면, 좁은 화각을 가지면서도 슬림한 촬상 광학계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 촬상 광학계의 구성도이고,
도 3은 도 2에 도시된 제1 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 제1 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 6은 도 2에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 촬상 광학계의 구성도이고,
도 8은 도 7에 도시된 제1 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 제1 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 11은 도 7에 도시된 제1 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1000)는 복수의 촬상 광학계를 구비하고, 각각의 촬상 광학계는 복수의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 휴대용 전자기기(1000)는 제1 촬상 광학계(300), 제2 촬상 광학계(400) 및 제3 촬상 광학계(500)를 구비할 수 있다.
제1 촬상 광학계(300), 제2 촬상 광학계(400) 및 제3 촬상 광학계(500)는 서로 다른 화각을 가지도록 구성된다.
제1 촬상 광학계(300)는 화각이 가장 좁게(제1 망원, 3x) 구성되고, 제2 촬상 광학계(400)는 제1 촬상 광학계(300)의 화각보다 넓게(제2 망원, 2x) 구성되며, 제3 촬상 광학계(500)는 화각이 가장 넓게(광각, 1x) 구성된다.
일 예로, 제1 촬상 광학계(300)의 화각(FOVt)은 40°≥ FOVt 일 수 있고, 제2 촬상 광학계(400)의 화각(FOVm)은 40°≤ FOVm 일 수 있으며, 제3 촬상 광학계(500)의 화각(FOVw)은 75°≤ FOVw≤ 95° 일 수 있다.
이처럼 세 개의 촬상 광학계의 화각을 서로 다르게 설계함으로써, 피사체의 이미지를 다양한 심도로 촬영할 수 있고, 줌 기능을 구현할 수 있다.
또한, 3x의 줌배율을 구현할 수 있도록 하면서도, 휴대용 전자기기(1000)의 두께가 증가하지 않도록 할 수 있다.
또한, 하나의 피사체에 대한 두 개의 이미지를 이용(일 예로, 합성)하여 높은 해상도의 이미지를 생성하거나 밝은 이미지를 생성할 수 있으므로, 저조도 환경에서도 피사체의 이미지를 선명하게 촬영할 수 있다.
한편, 제2 촬상 광학계(400)와 제3 촬상 광학계(500)는 복수의 렌즈의 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향(휴대용 전자기기(1000)의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)으로 형성되나, 화각이 가장 좁게 형성된 제1 촬상 광학계(300)는 복수의 렌즈의 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향에 수직하도록 배치된다.
즉, 제1 촬상 광학계(300) 내지 제3 촬상 광학계(500) 중에서, 화각이 가장 좁은 촬상 광학계의 광축의 방향은 다른 촬상 광학계의 광축의 방향과 다르게 형성된다.
일 예로, 제1 촬상 광학계(300)를 구성하는 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1000)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 제1 촬상 광학계(300)의 전장 길이가 휴대용 전자기기(1000)의 두께에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 휴대용 전자기기(1000)의 소형화가 가능하다.
제1 촬상 광학계(300)는 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향으로 입사되는 광의 경로를 변화시킬 수 있도록 구성된다.
일 예로, 제1 촬상 광학계(300)는 광 경로를 변화시키도록 반사면을 갖는 반사부재(P)를 포함할 수 있다. 반사부재(P)는 광 경로를 전환시킬 수 있는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
제1 촬상 광학계(300)와 제3 촬상 광학계(500)는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] 1.8 < FOVw/FOVt ≤ 4.5
[조건식 2] 2.0 < ft/fw < 5.0
조건식들에서 FOVw는 제3 촬상 광학계(500)의 화각이고, FOVt는 제1 촬상 광학계(300)의 화각이고, ft는 제1 촬상 광학계(300)의 초점 거리이고, fw는 제3 촬상 광학계(500)의 초점 거리이다.
이하에서는, 도 2 내지 도 11을 참조로 제1 촬상 광학계(300)에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계(300)는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 촬상 광학계(300)는 5매의 렌즈를 포함한다.
제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 단위는 Degree 이다.
아울러, 각 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 오목하다는 의미이다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다.
한편, 근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 5매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함한다.
그러나, 본 발명에 따른 제1 촬상 광학계가 5매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈(제5 렌즈)와 이미지 센서 사이에 배치된다.
또한, 제1 촬상 광학계는 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 반사부재는 광 경로를 전환시킬 수 있도록 구성된다. 일 예로, 반사부재는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
반사부재는 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치된다. 따라서, 본 명세서에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈는 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 자동 초점 조정(AF)을 위하여 광축을 따라 이동할 수 있도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
아울러, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112016128988793-pat00001
수학식 1에서 c는 렌즈의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ F는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제5 렌즈로 구성된 제1 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다. 이와는 달리, 물체측으로부터 순서대로 정/부/부/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 3] 0.8 < TTL/ft < 1.1
[조건식 4] 1.5 < ft/ft1 < 3.5
조건식들에서 TTL은 제1 촬상 광학계의 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, ft는 제1 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, ft1은 제1 촬상 광학계의 제1 렌즈의 초점거리이다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제2 렌즈는 부의 굴절력을 가진다.
아울러, 제2 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 평면이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
또는, 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제2 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제3 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.
아울러, 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제4 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제5 렌즈는 부의 굴절력을 가진다.
아울러, 제5 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
위와 같이 구성된 제1 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 망원비(TTL/f)가 0.8과 1.1 사이의 값을 갖도록 구성되므로, 망원 렌즈의 특징을 가지며, 화각은 40° 이하로 구성될 수 있다. 이에 따라 좁은 화각을 구현할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140) 및 제5 렌즈(150)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(160) 및 이미지 센서(170)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(110)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 반사부재(P)는 광 경로를 전환시킬 수 있는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 4에 도시된 표와 같다.
제1 촬상 광학계는 자동 초점 조정을 위해 광축을 따라 이동할 수 있도록 구성되므로, 도 5에 도시된 표에서 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치는 각각 촬영 대상과의 거리에 따른 제1 촬상 광학계의 위치를 의미한다.
예를 들어, 도 5에 도시된 표에서, 제1 위치는 무한원(Infinity) 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미하고, 제2 위치는 표준 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미하고, 제3 위치는 근접(Macro) 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미한다.
제1 위치에서의 화각(FOVt1)과 제3 위치에서의 화각(FOVt3)의 비(FOVt1/FOVt3), 즉 최대화각과 최소화각 사이의 비가 1보다 크고, 1.5보다 작을 수 있다.
한편, 제1 촬상 광학계의 전체 초점거리는 10.7 mm이고, Fno는 2.6과 3.1 사이의 범위를 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 평면이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150)의 각 면은 도 6에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
한편, 제1 렌즈(110)의 전방에는 조리개(stop)가 배치되며, 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150) 중에서 적어도 하나의 렌즈의 유효직경은 조리개(stop)의 직경보다 크게 형성된다.
일 예로, 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150) 중에서 최대 유효직경을 갖는 렌즈의 유효직경은 조리개(stop)의 직경보다 클 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 제1 촬상 광학계는 도 3에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 7 내지 도 11를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240) 및 제5 렌즈(250)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(260) 및 이미지 센서(270)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(210)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 반사부재(P)는 광 경로를 전환시킬 수 있는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 9에 도시된 표와 같다.
제1 촬상 광학계는 자동 초점 조정을 위해 광축을 따라 이동할 수 있도록 구성되므로, 도 10에 도시된 표에서 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치는 각각 촬영 대상과의 거리에 따른 제1 촬상 광학계의 위치를 의미한다.
예를 들어, 도 10에 도시된 표에서, 제1 위치는 무한원(Infinity) 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미하고, 제2 위치는 표준 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미하고, 제3 위치는 근접(Macro) 촬영 시에 제1 촬상 광학계의 위치를 의미한다.
제1 위치에서의 화각(FOVt1)과 제3 위치에서의 화각(FOVt3)의 비(FOVt1/FOVt3), 즉 최대화각과 최소화각 사이의 비가 1보다 크고, 1.5보다 작을 수 있다.
한편, 제1 촬상 광학계의 전체 초점거리는 10.7 mm이고, Fno는 2.6과 3.1 사이의 범위를 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250)의 각 면은 도 11에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
한편, 반사부재(P)의 전방에는 조리개(stop)가 배치되며, 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250) 중에서 적어도 하나의 렌즈의 유효직경은 조리개(stop)의 직경보다 크게 형성된다.
일 예로, 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250) 중에서 최대 유효직경을 갖는 렌즈의 유효직경은 조리개(stop)의 직경보다 클 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 제1 촬상 광학계는 도 8에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
P: 반사부재
110, 210: 제1 렌즈
120, 220: 제2 렌즈
130, 230: 제3 렌즈
140, 240: 제4 렌즈
150, 250: 제5 렌즈
160, 260: 적외선 차단필터
170, 270: 이미지 센서
300: 제1 촬상 광학계
400: 제2 촬상 광학계
500: 제3 촬상 광학계

Claims (21)

  1. 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및
    상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며,
    상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며,
    상기 복수의 렌즈 중에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 복수의 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 ft라 할 때,
    0.8 < TTL/ft < 1.1을 만족하고,
    상기 복수의 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 초점거리를 ft1라 할 때,
    1.5 < ft/ft1 < 3.5을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈는 촬영 대상과의 거리에 따라 화각이 변하도록 구성되고,
    최대화각과 최소화각 사이의 비가 1보다 크고 1.5보다 작도록 구성되는 촬상 광학계.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면과 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 오목하고, 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 오목하고, 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈의 물체측 면과 상측 면은 비구면인 촬상 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 재질로 형성되는 촬상 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 전방에 배치되는 조리개;를 더 포함하며,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중에서 유효직경이 가장 큰 렌즈의 유효직경은 상기 조리개의 직경보다 큰 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  14. 서로 다른 화각을 가지는 제1 촬상 광학계, 제2 촬상 광학계 및 제3 촬상 광학계를 포함하며,
    상기 제1 촬상 광학계 내지 상기 제3 촬상 광학계 중에서, 화각이 가장 좁은 촬상 광학계의 광축의 방향은 다른 촬상 광학계의 광축의 방향과 다르게 형성되고,
    상기 화각이 가장 좁은 촬상 광학계는,
    광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및
    상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며,
    상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며,
    상기 복수의 렌즈 중에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 복수의 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 ft라 할 때,
    0.8 < TTL/ft < 1.1을 만족하고,
    상기 복수의 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 초점거리를 ft1라 할 때,
    1.5 < ft/ft1 < 3.5을 만족하는 촬상 광학계.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 촬상 광학계 내지 상기 제3 촬상 광학계 중에서, 화각이 가장 좁은 촬상 광학계의 화각을 FOVt라 하고, 화각이 가장 넓은 촬상 광학계의 화각을 FOVw라 할 때,
    1.8 < FOVw/FOVt ≤ 4.5를 만족하는 촬상 광학계.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 촬상 광학계 내지 상기 제3 촬상 광학계 중에서, 화각이 가장 좁은 촬상 광학계의 전체 초점거리를 ft라 하고, 화각이 가장 넓은 촬상 광학계의 전체 초점거리를 fw라 할 때,
    2.0 < ft/fw < 5.0를 만족하는 촬상 광학계.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 화각이 가장 좁은 촬상 광학계의 화각은 40°보다 작은 촬상 광학계.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면과 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
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