KR102039326B1 - Compact optical system - Google Patents
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Abstract
소형 광학계에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 소형 광학계는: 광축이 통과되는 렌즈의 가운데 부분인 광축부와, 광축부의 외측에 위치하는 광축외부로 구분되는 비구면 렌즈를 구비하며, 피사체 측에서 이미지 센서를 향하여 제1렌즈와 제2렌즈와 제3렌즈와 제4렌즈와 제5렌즈와 제6렌즈의 순서로 설치되는 소형 광학계에 있어서, 제1렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제2렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며, 제3렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제5렌즈는 피사체를 향한 제5입사면과 이미지 센서를 향한 제5사출면 중 적어도 어느 한 면이 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제6렌즈는 이미지 센서를 향한 제6사출면이 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지며, 제4렌즈는 제4입사면과 제4사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지며, 제1렌즈의 제1입사면에서 이미지 센서 까지의 거리를 TTL, 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 제1렌즈의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 0.5 < f1/f < 1.5, TTL/f < 1.4의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a small optical system. The compact optical system of the present invention comprises: an optical axis portion, which is the center portion of the lens through which the optical axis passes, and an aspherical lens divided into an optical axis outside positioned outside the optical axis portion, the first lens and the second lens facing toward the image sensor from the subject side. In the small optical system installed in the order of the lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens, the first lens has a positive refractive index and is a convex lens facing the subject at the optical axis. The second lens has a negative refractive index and is formed as a concave lens toward the image sensor in the optical axis portion, and the third lens has a positive refractive index and a convex lens toward the subject in the optical axis portion, The fifth lens is a lens in which at least one of the fifth entrance face toward the subject and the fifth exit face toward the image sensor is convex, and the sixth lens has an image on the optical axis part of the sixth exit face toward the image sensor. It consists of a double-sided aspheric lens concave toward the sensor, and the fourth lens is a lens concave in the optical axis portion at least one of the fourth incident surface and the fourth emitting surface, the image from the first incident surface of the first lens When the distance to the sensor is TTL and the focal length of the small optical system is f, and the focal length of the first lens is f1, the conditional expression of 0.5 <f1 / f <1.5 and TTL / f <1.4 is satisfied for the focal length. Characterized in that.
Description
본 발명은 소형 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 6매의 렌즈를 이용하여 소형이면서도 고화질을 얻을 수 있는 소형 광학계에 관한 것이다.
The present invention relates to a compact optical system, and more particularly, to a compact optical system that can obtain a small size and high image quality by using six lenses.
일반적으로, 전자 통신 산업의 발달로 말미암아 휴대용 무선단말기는 점점 경박 소형화 되어 가면서 그 기능은 다양해지고 있는데, 특히, 디지털 카메라 기술 기반의 카메라 모듈은 단말기에 병합하여 피사체의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라폰 단말기를 포함하여 소형 통신 단말기에 사용화되고 있다.In general, due to the development of the electronic communication industry, portable wireless terminals are becoming smaller and lighter in size, and their functions are diversified. In particular, the camera module based on digital camera technology is merged into the terminal to take moving pictures of still subjects and still images. In addition, the camera function of transmitting to the other party is being used in a small communication terminal, including a camera phone terminal merged.
이러한 단말기에 일체로 구비되는 카메라 모듈은 통상적으로 그 특성상 크기가 소형이며, 경량일 것이 요구되는데, 이러한 카메라 모듈은 복수개의 렌즈와, 이를 광축방향으로 순차적으로 배치되는 렌즈경통, 렌즈를 통해 투사되는 광의 이동을 안내하는 광학소자 및 렌즈와 광학소자를 통과한 광을 화상으로 결속하는 이미지 센서를 포함할 수 있다.The camera module integrally provided in such a terminal is generally required to have a small size and light weight due to its characteristics. The camera module is projected through a plurality of lenses, a lens barrel disposed sequentially in the optical axis direction, and a lens. It may include an optical element for guiding the movement of the light and an image sensor for binding the light passing through the lens and the optical element into an image.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0004201호(2008. 01. 09.공개, 발명의 명칭 : 어레이 렌즈를 갖는 카메라 모듈)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 2008-0004201 (published on Jan. 09, 2008, title of the invention: a camera module having an array lens).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 6매의 렌즈를 이용하여 소형이면서도 고화질을 얻을 수 있는 소형 광학계를 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a compact optical system that can obtain a small and high image quality by using six lenses.
본 발명에 따른 소형 광학계는: 광축이 통과되는 렌즈의 가운데 부분인 광축부와, 광축부의 외측에 위치하는 광축외부로 구분되는 비구면 렌즈를 구비하며, 피사체 측에서 이미지 센서를 향하여 제1렌즈와 제2렌즈와 제3렌즈와 제4렌즈와 제5렌즈와 제6렌즈의 순서로 설치되는 소형 광학계에 있어서, 제1렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제2렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며, 제3렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제5렌즈는 피사체를 향한 제5입사면과 이미지 센서를 향한 제5사출면 중 적어도 어느 한 면이 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제6렌즈는 이미지 센서를 향한 제6사출면이 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지며, 제4렌즈는 제4입사면과 제4사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지며, 제1렌즈의 제1입사면에서 이미지 센서 까지의 거리를 TTL, 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 제1렌즈의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 0.5 < f1/f < 1.5, TTL/f < 1.4의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한 제4렌즈의 제4입사면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The compact optical system according to the present invention comprises: an optical axis portion, which is the center portion of the lens through which the optical axis passes, and an aspherical lens divided into an optical axis outer portion located outside the optical axis portion, the first lens and the first lens facing the image sensor on the subject side. In the compact optical system provided in the order of the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens, the first lens has a positive refractive index and is a convex lens facing the subject in the optical axis. The second lens has a negative refractive index and is concave toward the image sensor at the optical axis, and the third lens has a positive refractive index and is convex toward the subject at the optical axis. The fifth lens is a lens in which at least one of the fifth entrance face toward the subject and the fifth exit face toward the image sensor is convex, and the sixth lens has a sixth exit face toward the image sensor at the optical axis part. It consists of a double-sided aspheric lens concave toward the unknown sensor, the fourth lens is a lens that is concave in the optical axis portion at least one of the fourth incident surface and the fourth emitting surface, the first lens of the first lens When the distance to the image sensor is TTL and the focal length of the small optical system is f, and the focal length of the first lens is f1, a conditional expression of 0.5 <f1 / f <1.5 and TTL / f <1.4 is given for the focal length. It is characterized by being satisfied.
In addition, the fourth incident surface of the fourth lens is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
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또한 제5사출면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth ejection surface is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
또한 제6렌즈의 제6입사면은 광축부를 중심으로 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the sixth incident surface of the sixth lens is formed of a convex lens toward the subject around the optical axis.
또한 제1렌즈의 아베수를 Vd1, 제2렌즈의 아베수를 Vd2, 제3렌즈의 아베수를 Vd3이라 할 때, 제1렌즈 내지 제3렌즈의 아베수는 Vd1 > 50, Vd2 < 30, Vd3 > 50의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the Abbe number of the first lens is Vd1, the Abbe number of the second lens is Vd2, and the Abbe number of the third lens is Vd3, the Abbe number of the first to third lenses is Vd1> 50, Vd2 <30, The conditional expression of Vd3> 50 is satisfied.
본 발명에 따른 소형 광학계는: 광축이 통과되는 렌즈의 가운데 부분인 광축부와, 광축부의 외측에 위치하는 광축외부로 구분되는 비구면 렌즈를 구비하며, 피사체 측에서 이미지 센서를 향하여 제1렌즈와 제2렌즈와 제3렌즈와 제4렌즈와 제5렌즈와 제6렌즈의 순서로 설치되는 소형 광학계에 있어서, 제1렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제2렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며, 제3렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖으며, 제4렌즈는 제4입사면과 제4사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지며, 제6렌즈는 이미지 센서를 향한 제6사출면이 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 제1렌즈의 제1입사면에서 이미지 센서 까지의 거리를 TTL, 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 제1렌즈의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 0.5 < f1/f < 1.5, TTL/f < 1.4의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.The compact optical system according to the present invention comprises: an optical axis portion, which is the center portion of the lens through which the optical axis passes, and an aspherical lens divided into an optical axis outer portion located outside the optical axis portion, the first lens and the first lens facing the image sensor on the subject side. In the compact optical system provided in the order of the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens, the first lens has a positive refractive index and is a convex lens facing the subject in the optical axis. The second lens has a negative refractive index and is a concave lens toward the image sensor at the optical axis. The third lens has a positive refractive index, and the fourth lens has a fourth incidence surface. At least one of the fourth emission surfaces is formed as a concave lens at the optical axis portion, and the sixth lens is a sixth emission surface toward the image sensor is formed as a double-sided aspherical lens concave toward the image sensor at the optical axis portion. The distance from the first incidence plane of the first lens to the image sensor is TTL and the focal length of the small optical system is f, and when the focal length of the first lens is f1, 0.5 <f1 / f It satisfies the conditional expression of <1.5, TTL / f <1.4.
또한 제4입사면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth incidence surface is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
또한 제5렌즈는 제5입사면과 제5사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 볼록한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth lens is characterized in that at least one of the fifth incident surface and the fifth emitting surface is formed of a convex lens in the optical axis portion.
또한 제5사출면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth ejection surface is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
또한 제6렌즈의 제6입사면은 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sixth incident surface of the sixth lens is characterized by forming a convex lens from the optical axis toward the subject.
또한 제1렌즈의 아베수를 Vd1, 제2렌즈의 아베수를 Vd2, 제3렌즈의 아베수를 Vd3이라 할 때, 제1렌즈 내지 제3렌즈의 아베수는 Vd1 > 50, Vd2 < 30, Vd3 > 50의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the Abbe number of the first lens is Vd1, the Abbe number of the second lens is Vd2, and the Abbe number of the third lens is Vd3, the Abbe number of the first to third lenses is Vd1> 50, Vd2 <30, The conditional expression of Vd3> 50 is satisfied.
본 발명에 따른 소형 광학계는: 광축이 통과되는 렌즈의 가운데 부분인 광축부와, 광축부의 외측에 위치하는 광축외부로 구분되는 비구면 렌즈를 구비하며, 피사체 측에서 이미지 센서를 향하여 제1렌즈와 제2렌즈와 제3렌즈와 제4렌즈와 제5렌즈와 제6렌즈의 순서로 설치되는 소형 광학계에 있어서, 제1렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제2렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며, 제3렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖으며, 제4렌즈는 제4입사면과 제4사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지며, 제5렌즈는 제5입사면과 제5사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제6렌즈는 이미지 센서를 향한 제6사출면이 광축부에서 이미지 센서를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 제1렌즈의 제1입사면에서 이미지 센서 까지의 거리를 TTL, 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 제1렌즈의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 0.5 < f1/f < 1.5, TTL/f < 1.4의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.The compact optical system according to the present invention comprises: an optical axis portion, which is the center portion of the lens through which the optical axis passes, and an aspherical lens divided into an optical axis outer portion located outside the optical axis portion, the first lens and the first lens facing the image sensor on the subject side. In the compact optical system provided in the order of the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens, the first lens has a positive refractive index and is a convex lens facing the subject in the optical axis. The second lens has a negative refractive index and is a concave lens toward the image sensor at the optical axis. The third lens has a positive refractive index, and the fourth lens has a fourth incidence surface. At least one of the fourth emission surfaces is a lens concave at the optical axis portion, and the fifth lens is at least one of the fifth entrance surface and the fifth emission surface is a convex lens at the optical axis portion, and the sixth lens. 6th company aims at image sensor The surface is composed of a double-sided aspherical lens concave toward the image sensor from the optical axis portion, the distance from the first incident surface of the first lens to the image sensor is called TTL, the focal length of the small optical system is called f, When the focal length of the lens is f1, the conditional expression of 0.5 <f1 / f <1.5 and TTL / f <1.4 with respect to the focal length is satisfied.
또한 제4입사면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth incidence surface is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
또한 제5사출면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth ejection surface is characterized by consisting of a lens concave in the optical axis portion.
또한 제6렌즈의 제6입사면은 광축부에서 피사체를 향하여 볼록한 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sixth incident surface of the sixth lens is characterized by forming a convex lens from the optical axis toward the subject.
또한 제1렌즈의 아베수를 Vd1, 제2렌즈의 아베수를 Vd2, 제3렌즈의 아베수를 Vd3이라 할 때, 제1렌즈 내지 제3렌즈의 아베수는 Vd1 > 50, Vd2 < 30, Vd3 > 50의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
In addition, when the Abbe number of the first lens is Vd1, the Abbe number of the second lens is Vd2, and the Abbe number of the third lens is Vd3, the Abbe number of the first to third lenses is Vd1> 50, Vd2 <30, The conditional expression of Vd3> 50 is satisfied.
본 발명에 따른 소형 광학계는 렌즈의 구성 매수가 적은 6매의 렌즈를 사용하므로 컴팩트하고 전장이 짧으면서도 수차 특성이 우수한 고화질의 소형 광학계를 제공할 수 있다.Since the compact optical system according to the present invention uses six lenses having a small number of lenses, it is possible to provide a compact and high-quality compact optical system having excellent aberration characteristics while being compact in length and short in length.
또한, 본 발명은 플라스틱 재질의 렌즈를 사용하므로 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 대량 생산이 가능하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
In addition, since the present invention uses a plastic lens, not only can be reduced in weight, but also easy to manufacture, mass production is possible, and manufacturing cost can be reduced.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이다.
도 16은 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.1 is a lens diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a first exemplary embodiment of the present invention.
2 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the first embodiment of the present invention.
3 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the second exemplary embodiment of the present invention.
5 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
6 is a graph showing aberration characteristics of the compact optical system according to the third embodiment of the present invention.
7 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph showing aberration characteristics of the compact optical system according to the fourth embodiment of the present invention.
9 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
10 is a graph showing aberration characteristics of the compact optical system according to the fifth embodiment of the present invention.
11 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a sixth embodiment of the present invention.
12 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the sixth embodiment of the present invention.
13 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a seventh embodiment of the present invention.
14 is a graph showing aberration characteristics of the compact optical system according to the seventh embodiment of the present invention.
15 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to an eighth embodiment of the present invention.
16 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the eighth embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, a compact optical system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or custom. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.1 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the first embodiment of the present invention.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계(1)는, 피사체(10) 측에서 이미지 센서(20)를 향하여 제1렌즈(30)와 제2렌즈(40)와 제3렌즈(50)와 제4렌즈(60)와 제5렌즈(70)와 제6렌즈(80)의 순서로 설치된다. 도 1에 도시된 각 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 렌즈의 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시된 것으로 이 형상에 한정된 것은 아니다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the compact
비구면 렌즈는, 광축(S)이 통과하는 광축부(S')와 광축부(S')를 벗어난 렌즈의 가장자리의 형상이 다를 수 있다. 따라서 렌즈 유효경 전체에 걸쳐서 명확한 오목 형상이나 볼록 형상이 아니라면, 광축(S)이 통과되는 렌즈의 가운데 부분인 광축부(S')와 광축부(S')의 외측에 위치하는 광축외부로 구분된다.The aspherical lens may have different shapes of the optical axis portion S 'through which the optical axis S passes and the edges of the lens deviating from the optical axis portion S'. Therefore, if it is not a concave or convex shape that is clear throughout the lens effective diameter, it is divided into the optical axis portion S 'which is the center portion of the lens through which the optical axis S passes and the optical axis outside positioned outside the optical axis portion S'. .
즉, 광이 이동되는 방향(도 1기준 좌우 방향)을 따라 렌즈의 중심을 연결한 수평선을 광축(S)이라 하며, 광축부(S')는 광축(S)을 중심으로 렌즈의 가운데 부분에 위치한 렌즈의 중심부이다.That is, the horizontal line connecting the center of the lens along the direction in which the light is moved (the left-right direction based on FIG. 1) is called the optical axis S, and the optical axis S 'is located at the center of the lens around the optical axis S. Located in the center of the lens.
피사체(10)의 영상정보에 해당하는 광은, 상기 제1렌즈(30)와 제2렌즈(40)와 제3렌즈(50)와 제4렌즈(60)와 제5렌즈(70)와 제6렌즈(80)를 차례로 통과하며 상면(IP)인 수광부에 입사되며, 이미지 센서(20)는 상면(IP)에 설치된다.The light corresponding to the image information of the subject 10 may include the
제1렌즈(30)와 제2렌즈(40)와 제3렌즈(50)와 제4렌즈(60)와 제5렌즈(70)와 제6렌즈(80)에서 피사체(10)와 마주하는 면을 입사면(入射面)이라 정의하며, 상면(IP) 또는 이미지 센서(20)와 마주하는 면을 사출면(射出面)이라 한다.Surfaces facing the subject 10 in the
제1렌즈(30)에는 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이 구비되며, 제2렌즈(40)에는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이 구비되며, 제3렌즈(50)에는 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이 구비되며, 제4렌즈(60)에는 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이 구비되며, 제5렌즈(70)에는 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이 구비되며, 제6렌즈(80)에는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이 구비된다.The
본 발명의 제1실시예에 따른 제1렌즈(30)는 피사체(10)를 향한 제1입사면(32)이 광축부(S')에서 물체측으로 볼록한 렌즈로 이루어지며 정(+)의 굴절력을 갖으며, 제2렌즈(40)는 부(-)의 굴절률을 갖고 이미지 센서(20)를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며, 제3렌즈(50)는 정(+)의 굴절률을 갖고 피사체(10)를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제5렌즈(70)는 피사체(10)를 향한 제5입사면(72)과 이미지 센서(20)를 향한 제5사출면(74) 중 적어도 어느 한 면이 광축부(S')에서 볼록한 렌즈로 이루어지며, 제6렌즈(80)는 이미지 센서(20)를 향한 제6사출면(84)이 이미지 센서(20)를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)에서 이미지 센서(20) 까지의 거리를 TTL, 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 제1렌즈(30)의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 0.5 < f1/f < 1.5, TTL/f < 1.4의 조건식을 만족한다.In the
제1렌즈(30)의 제1입사면(32)은 광축부(S')에서 피사체(10)를 향하여 돌출된 형상의 렌즈를 형성한다.The
제2렌즈(40)의 제2입사면(42)은 광축부(S')에서 피사체(10)를 향하여 볼록하거나 평면에 가까운 형상의 렌즈를 형성하며, 제2사출면(44)은 광축부(S')에서 이미지 센서(20)를 향하여 오목한 형상의 렌즈를 형성한다.The
제3렌즈(50)의 제3입사면(52)은 광축부(S')에서 피사체(10)를 향하여 볼록한 형상의 렌즈를 형성한다.The
제4렌즈(60)는 제4입사면(62)과 제4사출면(64) 중 적어도 어느 한 면이 광축부(S')에서 오목한 렌즈로 이루어진다. 제1실시예에 따른 제4렌즈(60)의 제4입사면(62)은 광축부(S')에서 오목한 렌즈로 이루어지거나 거의 평면에 가까운 형상을 갖는다. 또한 제4렌즈(60)에서 광축부(S')를 벗어난 렌즈의 외각 부분은 피사체(10)를 향하여 오목한 형상을 가질 수 있다.The
제5렌즈(70)는 피사체(10)를 향한 제5입사면(72)과 이미지 센서(20)를 향한 제5사출면(74)이 비구면으로 구성될 수 있다. 또한 제5사출면(74)은 광축부(S')에서 오목한 렌즈로 이루어지거나 거의 평면에 가까운 형상을 갖는다. 또한 제5렌즈(70)에서 광축부(S')를 벗어난 렌즈의 외각 부분은 피사체(10)를 향하여 오목한 형상을 가질 수 있다.In the
제6렌즈(80)의 제6사출면(84)은 광축부(S')의 영역에서 이미지 센서(20)를 향하여 오목한 형상을 가지며, 광축부(S')에서 벗어난 제6사출면(84)은 이미지 센서(20)를 향하여 적어도 하나의 볼록한 면을 가질 수 있다. 또한 제6렌즈(80)의 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이 모두 비구면으로 구성될 수 있다. 또한 제6렌즈(80)의 제6입사면(82)은 광축부(S')를 중심으로 피사체(10)를 향하여 볼록한 형상의 렌즈를 형성한다. 또한 제6렌즈(80)에서 광축부(S')를 벗어난 렌즈의 외각 부분에서는, 중심부에서 주변부로 갈수록 피사체(10)를 향하여 오목하다가 볼록해지는 형상을 가질 수 있다.The sixth emitting
제6렌즈(80)와 상면(IP)의 사이에는 적외선 차단필터, 커버 글래스 등의 역할을 하는 광학필터(OF)가 설치될 수 있다. 제1실시예에 따른 광학필터(OF)는 적외선 차단필터(IR CUT FILTER)일 수 있다. 적외선 차단필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상면(IP)으로 전달되지 않도록 차단하는 역할을 한다. 즉, 적외선 차단필터는 가시광선을 투과시키고, 적외선은 외부로 반사시키거나 흡수해서 상면(IP)에 도달하지 않도록 차단하는 기능을 한다.An optical filter OF serving as an infrared cut filter, a cover glass, or the like may be installed between the
그리고 소형 광학계(1)에서 상이 맺히는 상면(IP)은 피사체(10) 영상에 대응하는 광신호가 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(20)가 설치될 수 있으며, 일반적인 이미지 센서(20)는 CMOS 또은 CCD 센서로 이뤄질 수 있다.An
본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계(1)는 제1렌즈(30)의 초점거리(f1)와 전체 광학계의 초점거리(f)의 비와, 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)에서 상면(IP)까지의 거리(TTL)와 전체 광학계의 초점거리(f)의 비를 적정하게 설정하므로써, 소형 광학계(1)의 박형화 뿐만아니라 고화질의 해상도를 제공할 수 있다.The compact
본 발명의 제1실시예에 따른 제1렌즈(30), 제2렌즈(40), 제3렌즈(50), 제4렌즈(60), 제5렌즈(70) 및 제6렌즈(80)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다. 또한 6 매의 모든 렌즈는 플라스틱(PLASTIC) 재질로 형성해서 보다 저렴한 비용으로 제작할 수 있다.
본 실시예에 따른 제1,3렌즈의 아베수(Abbe’s number)는 50 을 초과하도록 형성될 수 있으며, 제2렌즈(40)의 아베수가 30 미만으로 형성될 수 있다.Abbe's number of the first and third lenses according to the present exemplary embodiment may be formed to exceed 50, and the Abbe number of the
더하여, 제1실시예에 따른 소형 광학계(1)는 제1렌즈(30), 제2렌즈(40), 제3렌즈(50)가 각 각 순서대로, 정, 부, 정의 굴절력을 갖도록 구성하고, 각각의 렌즈는 형상과 비구면을 적절히 구성하므로써, 렌즈의 가장자리에 입사되는 각도를 줄여 이미지 센서(20)의 중앙부와 주변부의 광량을 균일하게 하고, 주변 광량을 가능한 확보하여 주변이 어두워지는 현상과 왜곡을 줄일 수 있다.In addition, the compact
이와 같은 전체적인 구성 하에서 다음의 (조건식 1) ~ (조건식 5)의 작용효과에 대해 살펴본다.Under this overall configuration, the effects of the following (Condition 1) to (Condition 5) will be examined.
(조건식 1) 0.5 < f1/f < 1.5(Condition 1) 0.5 <f1 / f <1.5
(조건식 2) TTL/f < 1.4(Condition 2) TTL / f <1.4
여기서, f1 : 제1렌즈(30)의 초점거리Here, f1: focal length of the
f : 소형 광학계의 초점거리 f: focal length of small optical system
TTL : 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로 부터 상면(IP)까지의 거리 TTL: distance from the
(조건식 1)과 (조건식 2)는 광학계를 소형화하고, 구면 수차를 양호한 상태로 유지하기 위한 조건이다. (조건식 1)의 하한 값 미만으로 광학계가 설계되면, 소형 광학계(1)가 소형화 될 수 있으나, 제1렌즈(30)의 광 파워(Power)가 너무 크게 되어, 구면 수차 및 코마 수차의 보정이 어려워진다.(Conditions 1) and (Conditions 2) are conditions for downsizing the optical system and maintaining spherical aberration in a good state. If the optical system is designed to be less than the lower limit of (Condition 1), the compact
또한, (조건식 1)과 (조건식 2)의 상한 값을 초과하도록 소형 광학계(1)가 구성되면, 수차 보정은 용이해지지만, 소형 광학계(1)의 전체적인 길이가 길어져 박형화가 어려워진다.In addition, when the compact
(조건식 3) Vd1 > 50(Condition 3) Vd1> 50
(조건식 4) Vd2 < 30(Condition 4) Vd2 <30
(조건식 5) Vd3 > 50(Condition 5) Vd3> 50
여기서, Vd1은 제1렌즈(30)의 아베수, Vd2은 제2렌즈(40)의 아베수, Vd3은 제3렌즈(50)의 아베수이다. 제1렌즈(30) 내지 제3렌즈(50)가 각각 (조건식 3)~(조건식 5)의 범위를 만족하도록 소형 광학계(1)가 설계되면, 색수차를 양호하게 보정하여 고해상도 광학계 설계가 가능하다.Here, Vd1 is the Abbe's number of the
개구 조리개(AS)는 소형 광학계(1)에 있어서 조리개의 일종으로 소형 광학계(1)에 들어가는 빛의 양을 한정한다. 예를 들면 사진 렌즈 조리개는 개구 조리개로 이것에 의해 사진 렌즈에 들어오는 빛이 양이 정해진다The aperture stop AS is a type of aperture in the small
한편 비구면 렌즈는 굴절면이 구면 이외의 곡면으로 만들어져 있는 렌즈이다.Aspherical lenses, on the other hand, are lenses in which the refractive surface is made of curved surfaces other than spherical surfaces.
또한 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 비구면은 이하의 (수학식 1)로부터 얻어진다.In addition, an aspherical surface used in each embodiment of the present invention is obtained from
(수학식1)(Equation 1)
Z : 렌즈의 정점에 접하는 xy 평면으로부터 광축방향(z) 으로의 거리Z: distance from the xy plane in contact with the vertex of the lens in the optical axis direction (z)
Y : 광축에 수직인 방향(반경 방향)으로의 거리Y: distance in the direction perpendicular to the optical axis (radial direction)
c : 렌즈 면의 정점에서의 곡률 반경c: radius of curvature at the vertex of the lens surface
K : 코닉(Conic) 상수K: Conic constant
A, B, C, D, E, F, G, H, J : 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20차 비구면 계수A, B, C, D, E, F, G, H, J: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20th aspherical surface coefficient
한 편, 이하에 사용되는 비구면은 (수학식 1)로부터 얻어지며, 코닉 상수(K) 및 비구면 계수(A, B, C, …) 에 사용되는 “E 및 이에 이어지는 숫자”는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들면, E+01은 101, E-02는 10-2를 나타낸다.On the other hand, the aspherical surface used below is obtained from Equation (1), and the "E and subsequent numbers" used for the koenic constant (K) and the aspherical coefficients (A, B, C, ...) are powers of 10. Indicates. For example, E + 01 represents 10 1 , and E-02 represents 10 −2 .
참고도에 도시된 바와 같이, 광축(S)과 접하는 광학면의 정점에 접하는 평면(이하의 XY 평면)에 대해, 광축(S)에서 반경 방향으로 y 만큼 떨어진 위치에서, 광학면이 접평면에서 벗어난 정도를 SAG(y)로 나타낼 수 있다. 광축(S)에 가까운 위치에서 SAG가 충분히 적은 량이라면, 광축(S)에서 평면에 가깝다고 정의할 수 있다. 예로, y가 0.1~0.2mm 이고, SAG가 0.1um이하라면 평면에 가깝다고 판단 가능하다.As shown in the reference figure, the optical plane is deviated from the tangent plane at a position radially y away from the optical axis S with respect to the plane (hereinafter referred to as XY plane) that is in contact with the vertex of the optical plane in contact with the optical axis S. The degree can be expressed as SAG (y). If the amount of SAG in the position close to the optical axis (S) is small enough, it can be defined that the plane is close to the optical axis (S). For example, if y is 0.1 to 0.2 mm and SAG is less than 0.1 μm, it can be determined that the plane is close to the plane.
하기의 (표 1-1)은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 광학계(1)의 수치예를 나타낸다.Table 1-1 below shows a numerical example of the compact
(표 1-1)Table 1-1
굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이다.The reference wavelength showing the refractive index and the Abbe's number is 587.6 nm (d-line).
상기 (표1-1)에서 면 번호 1과 2는 도 1에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 1-1,
도 2는 (표 1-1)과 (표 1-2) 및 도 1에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다. 제1실시예에 따른 소형 광학계(1)는 F넘버(Fno)가 1.71이고, 유효 초점거리는 4.346mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로 부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 5.220mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 38.35도이다.FIG. 2 is a graph showing aberration characteristics of the optical system shown in Tables 1-1, 1-2, and FIG. The compact
(표 1-1)에서 *는 비구면을 나타내며, 제1실시예에 의한 소형 광학계에서는 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. (표 1-1)에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다. 또한 (수학식 1)에 의한 제1실시예의 비구면 계수의 값은 (표 1-2)와 같다.In Table 1-1, * denotes an aspherical surface, and in the small optical system according to the first embodiment, the refractive surfaces of all lenses are aspherical. The thickness shown in (Table 1-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface. In addition, the values of the aspherical coefficients of the first embodiment according to
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
(표 1-2)Table 1-2
소형 광학계(1)의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.The focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.07f1 / f = 1.07
TTL/f = 1.20TTL / f = 1.20
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계(2)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a miniature
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.3 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the second exemplary embodiment of the present invention.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 광학계(2)는 F넘버(Fno)가 1.70 이고, 유효 초점거리는 4.320mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 5.221mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 38.35도이다.3 and 4, the compact
(표 2-1)Table 2-1
(표 2-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 2-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표2-1)에서 면 번호 1과 2는 도 3에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 2-1,
(표 2-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 2-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제2실시예에 의한 소형 광학계(2)의 비구면 계수 값은 (표 2-2)와 같다.The aspherical coefficient values of the compact
(표 2-2)Table 2-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.08f1 / f = 1.08
TTL/f = 1.21TTL / f = 1.21
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계(3)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a miniature
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.5 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the third exemplary embodiment of the present invention.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 광학계(3)는 F넘버(Fno)가 1.73 이고, 유효 초점거리는 4.404mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 5.120mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 38.35도이다.5 and 6, the compact
(표 3-1)Table 3-1
(표 3-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 3-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표3-1)에서 면 번호 1과 2는 도 5에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 3-1,
(표 3-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 3-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제3실시예에 의한 소형 광학계(3)의 비구면 계수 값은 (표 3-2)와 같다.The aspherical coefficient values of the compact
(표 3-2)Table 3-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.04f1 / f = 1.04
TTL/f = 1.16TTL / f = 1.16
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계(4)를 설명하기로 한다.Hereinafter, the compact
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.7 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 소형 광학계(4)는 F넘버(Fno)가 1.91 이고, 유효 초점거리는 4.268mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 5.094mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 38.5도이다.As shown in Figs. 7 and 8, the compact
(표 4-1)Table 4-1
(표 4-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 4-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표4-1)에서 면 번호 1과 2는 도 7에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 4-1,
(표 4-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 4-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제4실시예에 의한 소형 광학계(4)의 비구면 계수 값은 (표 4-2)와 같다.The aspherical coefficient values of the compact
(표 4-2)Table 4-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.01f1 / f = 1.01
TTL/f = 1.19TTL / f = 1.19
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계(5)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a miniature
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.9 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 소형 광학계(5)는 F넘버(Fno)가 1.97 이고, 유효 초점거리는 4.421mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 5.118mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 38.5도이다.9 and 10, the compact
(표 5-1)Table 5-1
(표 5-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 5-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표5-1)에서 면 번호 1과 2는 도 9에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 5-1,
(표 5-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 5-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제5실시예에 의한 소형 광학계(5)의 비구면 계수 값은 (표 5-2)와 같다.Aspheric coefficient values of the compact
(표 5-2)Table 5-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 0.99f1 / f = 0.99
TTL/f = 1.16TTL / f = 1.16
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계(6)를 설명하기로 한다.Hereinafter, the compact
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.11 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a sixth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시예에 따른 소형 광학계(6)는 F넘버(Fno)가 1.91 이고, 유효 초점거리는 4.119mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 4.875mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 37.9도이다.11 and 12, the compact
(표 6-1)Table 6-1
(표 6-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 6-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표6-1)에서 면 번호 1과 2는 도 11에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 6-1,
(표 6-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 6-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제6실시예에 의한 소형 광학계(6)의 비구면 계수 값은 (표 6-2)와 같다.The aspherical coefficient values of the compact
(표 6-2)Table 6-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.16f1 / f = 1.16
TTL/f = 1.18TTL / f = 1.18
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계(7)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a miniature
설명의 편의를 위해 본 발명의 제1실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.For convenience of description, the same components as the first embodiment of the present invention have the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
도 13은 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.13 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to a seventh exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the seventh exemplary embodiment of the present invention.
도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 따른 소형 광학계(7)는 F넘버(Fno)가 1.91 이고, 유효 초점거리는 4.122mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 4.914mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 37.9도이다.13 and 14, the compact
(표 7-1)Table 7-1
(표 7-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 7-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * represents an aspherical surface, and all refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표7-1)에서 면 번호 1과 2는 도 13에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 7-1,
(표 7-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 7-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제7실시예에 의한 소형 광학계(7)의 비구면 계수 값은 (표 7-2)와 같다.Aspheric coefficient values of the compact
(표 7-2)Table 7-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 1.31f1 / f = 1.31
TTL/f = 1.19TTL / f = 1.19
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계(8)를 설명하기로 한다.Hereinafter, a compact
도 15는 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이며, 도 16은 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.15 is a lens configuration diagram illustrating a lens arrangement of a compact optical system according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a graph illustrating aberration characteristics of the compact optical system according to the eighth embodiment of the present invention.
도 15와 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제8실시예에 따른 소형 광학계(8)는 F넘버(Fno)가 1.90 이고, 유효 초점거리는 4.251mm이다. 또한 제1렌즈(30)의 제1입사면(32)으로부터 상면(IP)까지의 거리(TTL)는 4.921mm이다. 그리고 렌즈의 반화각(HFOV)은 39.4도이다.15 and 16, the compact
(표 8-1)Table 8-1
(표 8-1)에서 굴절율 및 아베수를 나타내는 기준 파장은 587.6nm(d-line)이며, *는 비구면을 나타내고 모든 렌즈의 굴절면은 비구면이다. In Table 8-1, the reference wavelength representing the refractive index and the Abbe number is 587.6 nm (d-line), * denotes an aspherical surface, and refractive surfaces of all lenses are aspherical.
상기 (표8-1)에서 면 번호 1과 2는 도 15에 도시된 제1입사면(32)과 제1사출면(34)이며, 면 번호 3과 4는 제2입사면(42)과 제2사출면(44)이며, 면 번호 5와 6은 제3입사면(52)과 제3사출면(54)이며, 면 번호 7과 8은 제4입사면(62)과 제4사출면(64)이며, 면 번호 9와 10은 제5입사면(72)과 제5사출면(74)이며, 면 번호 11과 12는 제6입사면(82)과 제6사출면(84)이다.In Table 8-1,
(표 8-1)에 표기한 두께는 각 렌즈 면에서 다음 렌즈 면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in (Table 8-1) shows the distance from each lens surface to the next lens surface.
(수학식 1)에 의한 제8실시예에 의한 소형 광학계(8)의 비구면 계수 값은 (표 8-2)와 같다.Aspheric coefficient values of the compact
(표 8-2)Table 8-2
제4렌즈(60)에서 제4입사면(62)의 면번호를 L4S1로 설정하고, 제4사출면(64)의 면번호를 L4S2로 설정하고, 제5렌즈(70)에서 제5입사면(72)의 면번호를 L5S1로 설정하고, 제5사출면(74)의 면번호를 L5S2로 설정할 때, 광축(S) 영역에서 각각의 SAG는 이하와 같다.The surface number of the
또한 광학계의 유효 초점거리에 대한 제1렌즈(30)의 초점거리 비 및 광학 전장(TTL) 비는 아래와 같다.In addition, the focal length ratio and the optical field length (TTL) ratio of the
f1/f = 0.97f1 / f = 0.97
TTL/f = 1.16TTL / f = 1.16
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 렌즈의 구성 매수가 적은 6매의 렌즈를 사용하므로 컴팩트하고 전장이 짧으면서도 수차 특성이 우수한 고화질의 소형 광학계(1,2,3,4,5,6,7,8)를 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 플라스틱 재질의 렌즈를 사용하므로 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 대량 생산이 가능하고 제조 비용을 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, since six lenses having a small number of lenses are used, high-quality compact optical systems (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) are compact and have a short overall length and excellent aberration characteristics. , 8). In addition, since the present invention uses a plastic lens, not only can be reduced in weight, but also easy to manufacture, mass production is possible, and manufacturing cost can be reduced.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
1,2,3,4,5,6,7,8: 소형 광학계
10: 피사체 20: 이미지 센서
30: 제1렌즈 32: 제1입사면 34: 제1사출면
40: 제2렌즈 42: 제2입사면 44: 제2사출면
50: 제3렌즈 52: 제3입사면 54: 제3사출면
60: 제4렌즈 62: 제4입사면 64: 제4사출면
70: 제5렌즈 72: 제5입사면 74: 제5사출면
80: 제6렌즈 82: 제6입사면 84: 제6사출면
S: 광축 S':광축부 AS: 개구 조리개 IP: 상면
OF: 광학필터
f1: 제1렌즈의 초점거리
f: 전체 광학계의 초점거리
TTL: 제1렌즈의 물체측 면에서 상면까지의 거리1,2,3,4,5,6,7,8: compact optical system
10: subject 20: image sensor
30: first lens 32: first entrance surface 34: first injection surface
40: second lens 42: second entrance surface 44: second injection surface
50: third lens 52: third entrance surface 54: third injection surface
60: fourth lens 62: fourth entrance face 64: fourth exit face
70: fifth lens 72: fifth entrance plane 74: fifth exit surface
80: sixth lens 82: sixth entrance surface 84: sixth injection surface
S: Optical axis S ': Optical axis part AS: Aperture aperture IP: Upper surface
OF: optical filter
f1: focal length of the first lens
f: focal length of the whole optical system
TTL: distance from the object-side surface of the first lens to the image surface
Claims (17)
상기 제1렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 상기 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며,
상기 제2렌즈는 부(-)의 굴절률을 갖고 광축부에서 상기 이미지 센서를 향하여 오목한 렌즈로 이루어지며,
상기 제3렌즈는 정(+)의 굴절률을 갖고 광축부에서 상기 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지며,
상기 제5렌즈는 상기 피사체를 향한 제5입사면과 상기 이미지 센서를 향한 제5사출면 중 적어도 어느 한 면이 볼록한 렌즈로 이루어지며,
상기 제6렌즈는 상기 이미지 센서를 향한 제6사출면이 광축부에서 상기 이미지 센서를 향하여 오목한 양면 비구면의 렌즈로 이루어지며,
상기 제4렌즈는 제4입사면과 제4사출면 중 적어도 어느 한 면이 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지며,
상기 제1렌즈의 제1입사면에서 상기 이미지 센서 까지의 거리를 TTL, 상기 소형 광학계의 초점거리를 f라고 하며, 상기 제1렌즈의 초점거리를 f1이라고 할 때, 초점거리에 대하여 다음 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 광학계.
0.5 < f1/f < 1.5
TTL/f < 1.4
And an aspherical lens divided into an optical axis portion, which is a center portion of the lens through which the optical axis passes, and an external aspheric lens positioned outside the optical axis portion, and the first lens, the second lens, the third lens, and the first lens toward the image sensor. In the compact optical system provided in order of the four lenses, the fifth lens, and the sixth lens,
The first lens has a positive refractive index and is a lens that is convex toward the subject in the optical axis unit.
The second lens has a negative refractive index and is formed as a concave lens toward the image sensor in the optical axis portion,
The third lens is made of a lens having a positive refractive index and convex toward the subject in the optical axis portion.
The fifth lens is a lens in which at least one of the fifth incidence surface facing the subject and the fifth emission surface facing the image sensor is convex.
The sixth lens is formed of a double-sided aspherical lens in which a sixth projection surface facing the image sensor is concave toward the image sensor at the optical axis portion,
The fourth lens is formed of a lens in which at least one of the fourth incident surface and the fourth emitting surface is concave at the optical axis portion,
When the distance from the first incident surface of the first lens to the image sensor is TTL and the focal length of the compact optical system is f, and the focal length of the first lens is f1, the following conditional expression is applied to the focal length. Small optical system characterized in that it satisfies.
0.5 <f1 / f <1.5
TTL / f <1.4
상기 제4렌즈의 제4입사면은 광축부에서 오목한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 광학계.
The method of claim 1,
The fourth incident surface of the fourth lens is a compact optical system, characterized in that consisting of a lens concave in the optical axis portion.
상기 제5사출면은 광축부에서 볼록한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 광학계.
The method of claim 1,
The fifth light emitting surface is a compact optical system, characterized in that consisting of a convex lens in the optical axis portion.
상기 제6렌즈의 제6입사면은 광축부를 중심으로 상기 피사체를 향하여 볼록한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 광학계.
The method of claim 1,
The sixth incident surface of the sixth lens is a compact optical system, characterized in that the lens is convex toward the subject centered on the optical axis.
상기 제1렌즈의 아베수를 Vd1, 상기 제2렌즈의 아베수를 Vd2, 상기 제3렌즈의 아베수를 Vd3이라 할 때, 상기 제1렌즈 내지 제3렌즈의 아베수는 다음 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 소형 광학계.
Vd1 > 50
Vd2 < 30
Vd3 > 50
The method of claim 1,
When the Abbe number of the first lens is Vd1, the Abbe number of the second lens is Vd2, and the Abbe number of the third lens is Vd3, the Abbe numbers of the first to third lenses satisfy the following conditional expressions. Compact optical system, characterized in that.
Vd1> 50
Vd2 <30
Vd3> 50
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