KR102118491B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순서대로 배치된 적어도 6개의 렌즈를 포함하는 광학계; 상기 광학계를 통해 입사된 광을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서; 및 상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 전방에 배치되고, 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된 가변 조리개;를 포함하고, 상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL 이라 할 때, 4.7 < TTL < 6.00 을 만족하고, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 Ri, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 Rj라 할 때, -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5 을 만족할 수 있다.

Description

촬상 광학계{Optical system}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에 장착되는 카메라의 활용도가 높아지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.
그런데 휴대 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 6매 이상의 렌즈로 촬상 광학계를 구성하고 있다.
또한, 저조도 환경에서도 밝은 이미지를 구현하기 위하여 촬상 광학계가 작은 Fno 값을 갖도록 구성하기도 한다.
그러나, 촬상 광학계가 작은 Fno 값을 갖도록 하는 구성하는 경우, 밝은 이미지를 구현할 수 있기는 하나 심도가 저하되어 선명한 이미지를 구현하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 주변 환경의 조도에 따라 광의 입사량을 조절할 수 있고, 고해상도를 갖는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순서대로 배치된 적어도 6개의 렌즈를 포함하는 광학계; 상기 광학계를 통해 입사된 광을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서; 및 상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 전방에 배치되고, 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된 가변 조리개;를 포함하고, 상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL 이라 할 때, 4.7 < TTL < 6.00 을 만족하고, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 Ri, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 Rj라 할 때, -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5 을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는, 고해상도를 갖고, 주변 환경의 조도에 따라 광의 입사량을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 12는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 14는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 16은 도 15에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 18은 도 17에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 20은 도 19에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 더 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 22는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 23은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 24는 도 23에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 25는 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 26은 도 25에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 27은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 28은 도 27에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 29는 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 30은 도 29에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 도면이고,
도 32는 도 31에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
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.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치될 수 있다.
일 예로, 촬상 광학계는 6매 이상의 렌즈를 포함한다.
6매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
7매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제7 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
8매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제8 렌즈를 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 of curvature), 두께(Thickness), 거리(Distance), 유효 반경(Effective aperture radius) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 단위는 Degree 이다.
한편, 유효 반경(Effective aperture radius)은 광이 실제로 통과하는 각 렌즈의 일면(물체측 면 및 상측 면)의 반지름을 의미한다. 일 예로, 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 반경은 제1 렌즈의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.
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.
근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매 이상의 렌즈를 포함한다.
6매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함한다.
7매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈를 포함한다.
8매의 렌즈를 포함하는 실시예에서, 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 촬상 광학계는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다.
또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 전방에 가변 조리개가 배치될 수 있고, 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 조리개가 배치될 수 있다.
가변 조리개는 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
아울러, 복수의 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 각 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112018021598738-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 ~ H는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제6 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/부/정/부/부의 굴절력을 가질 수 있다.
제1 렌즈 내지 제7 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/정/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
또는, 정/부/정/정/정/부/부의 굴절력을 가질 수 있다.
또는, 정/부/정/정/부/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
제1 렌즈 내지 제8 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/정/부/부/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] TTL/IMGHT < 2.0
[조건식 2] FOV ≥ 70°
[조건식 3] 1.64 < Nmax ≤ 1.75
[조건식 4] 4.7 < TTL < 6.00
[조건식 5] 4.0 < f < 4.5
[조건식 6] f/EPD_max ≤ 1.7
[조건식 7] f/EPD_min > 2.0
[조건식 8] -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5
[조건식 9] 0.8 < |Ri/Rj| ≤ 1.2
[조건식 10] f14 > f
조건식들에서 TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 광축 상 거리이고, IMGHT는 이미지 센서의 촬상면의 대각길이의 절반이고, FOV는 촬상 광학계의 화각이고, Nmax는 제2 렌즈의 굴절률, 제3 렌즈의 굴절률 및 제4 렌즈의 굴절률 중에서 가장 큰 굴절률이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, EPD_max는 입사동의 최대직경이고, EPD_min은 입사동의 최소직경이고, f14는 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 합성 초점거리이다.
Ri는 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 예를 들어, 6매로 구성된 실시예에서, Ri는 제5 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제5 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 7매로 구성된 실시예에서, Ri는 제6 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제6 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다. 8매로 구성된 실시예에서, Ri는 제7 렌즈의 물체측 면의 곡률반경이고, Rj는 제7 렌즈의 상측 면의 곡률반경이다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 3 및 도 4는 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 5 및 도 6은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 제7 렌즈(170)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(180), 이미지 센서(190) 및 가변 조리개(VST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 1 내지 표 3과 같다.
Figure 112018021598738-pat00002
표 1은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00003
표 2는 가변 조리개의 직경이 표 1보다 작아진 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00004
표 3은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)를 포함한다.
가변 조리개(VST)는 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 1 및 표 1 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 5 및 표 3 참조).
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.5일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.4일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 2의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 2의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 2의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 제1 렌즈의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다.
도 2를 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 0.9 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.
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 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면과 제2 면은 곡률 반경이 매우 크게 형성된다. 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면은 곡률 반경이 매우 크게 형성된다. 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
또한, 제6 렌즈(160)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(160)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장가지로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(160)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(170)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(170)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(170)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(170)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 각 면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00005
도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 9 및 도 10은 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 11 및 도 12는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260) 및 제7 렌즈(270)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(280), 이미지 센서(290), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 5 내지 표 7과 같다.
Figure 112018021598738-pat00006
표 5는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00007
표 6은 가변 조리개의 직경이 표 5보다 작아진 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00008
표 7은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 7 및 표 5 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 11 및 표 7 참조).
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.6일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.1일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 8의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 8의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 8의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.
도 8을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 0.9 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 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.
제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.
제3 렌즈(230)는 정의 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 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제6 렌즈(260)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(270)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(270)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(270)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(270)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 각 면은 표 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00009
도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 15 및 도 16은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360) 및 제7 렌즈(370)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(380), 이미지 센서(390), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 9 및 표 10과 같다.
Figure 112018021598738-pat00010
표 9는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00011
표 10은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 13 및 표 9 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 15 및 표 10 참조).
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.5일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.4일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 14의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 14의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 14의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.
도 14를 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 1.0 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.
제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(350)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제6 렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제6 렌즈(360)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(370)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(370)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(370)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(370)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(370)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 각 면은 표 11에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00012
도 17 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 19 및 도 20은 가변 조리개가 조여진 상태를 나타낸 것이며, 도 21 및 도 22는 가변 조리개가 더 조여진 상태를 나타낸 것이고, 도 23 및 도 24는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450), 제6 렌즈(460) 및 제7 렌즈(470)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(480), 이미지 센서(490), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 12 내지 표 15와 같다.
Figure 112018021598738-pat00013
표 12는 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00014
표 13은 가변 조리개의 직경이 표 12보다 작아진 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00015
표 14는 가변 조리개의 직경이 표 13보다 작아진 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00016
표 15는 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(420)와 제3 렌즈(430) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 17 및 표 12 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 23 및 표 15 참조).
한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.5일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 18의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 18의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 18의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.
도 18을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
또는, 종방향 구면수차가 0.2 ~ 0.3 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.7 ~ 0.9 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.25 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에서, 제1 렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(410)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(410)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(420)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(420)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)의 아베수 차이는 30을 초과할 수 있다.
제3 렌즈(430)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(430)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(430)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(440)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(450)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(450)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제6 렌즈(460)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(460)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(460)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제6 렌즈(460)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(460)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(460)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(470)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(470)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(470)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(470)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(470)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(470)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)의 각 면은 표 16에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(410) 내지 제7 렌즈(470)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00017
도 25 내지 도 28을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 27 및 도 28은 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(570), 이미지 센서(580), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 17 및 표 18과 같다.
Figure 112018021598738-pat00018
표 17은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00019
표 18은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(520)와 제3 렌즈(530) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 25 및 표 17 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 27 및 표 18 참조).
한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.7일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 26의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 26의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 26의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.
도 26을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 555 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.4 지점에서 가장 크고, 0.75 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에서, 제1 렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(510)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(510)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(520)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(520)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(530)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(540)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(550)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제5 렌즈(550)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제5 렌즈(550)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제6 렌즈(560)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(560)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(560)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제6 렌즈(560)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈(560)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(560)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 각 면은 표 19에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00020
도 29 내지 도 32를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
도 29 및 도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서 가변 조리개가 최대로 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 31 및 도 32는 가변 조리개가 최대로 조여진 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(610), 제2 렌즈(620), 제3 렌즈(630), 제4 렌즈(640), 제5 렌즈(650), 제6 렌즈(660), 제7 렌즈(670) 및 제8 렌즈(680)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(690), 이미지 센서(700), 가변 조리개(VST) 및 조리개(ST)를 더 포함한다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 20 및 표 21과 같다.
Figure 112018021598738-pat00021
표 20은 가변 조리개의 직경이 최대인 경우를 나타낸다.
Figure 112018021598738-pat00022
표 21은 가변 조리개의 직경이 최소인 경우를 나타낸다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(610)의 전방에 배치된 가변 조리개(VST)와, 제2 렌즈(620)와 제3 렌즈(630) 사이에 배치된 조리개(ST)를 포함한다. 다만, 조리개(ST)가 제1 렌즈(610)와 제2 렌즈(620) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
가변 조리개(VST)와 조리개(ST)는 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)로 구성된 광학계에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다. 일 예로, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 크게 할 수 있고(도 29 및 표 20 참조), 고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 입사되도록 가변 조리개(VST)의 직경을 작게 할 수 있다(도 31 및 표 21 참조).
한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 Fno가 변화되도록 구성될 수 있다. Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 가변 조리개(VST)의 직경이 최대일 때, Fno가 1.7보다 작을 수 있고, 가변 조리개(VST)의 직경이 최소일 때, Fno가 2.0보다 클 수 있다.
일반적으로 Fno 값이 달라지게 되면, 초점이 맺히는 위치도 달라지게 된다. 일 예로, Fno가 1.6일 때 초점이 맺히는 위치와 Fno가 2.6일 때 초점이 맺히는 위치는 다를 수 있다.
그러나, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는, Fno가 달라지더라도 초점이 동일한 위치에 맺히도록 하여 이미지의 품질이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계가 가장 작은 Fno 값을 가질 때의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 30의 좌측의 곡선은 다양한 파장의 광에 대한 촬상 광학계의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)를 나타낸 것이다.
도 30의 종방향 구면수차 곡선에서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 규격화(Normalization)하여 나타낸 것이다.
도 30의 종방향 구면수차 곡선의 세로축에서, 광축으로부터 유효 개구까지의 거리를 1이라고 할 때, 0.25 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 25% 지점을 의미할 수 있고, 0.75 지점은 광축으로부터 유효 개구까지의 거리의 75% 지점을 의미할 수 있다.
유효 개구는 실제로 빛을 차단하는 조리개이며, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계에서는 가변 조리개(VST)의 직경에 따라 가변 조리개(VST) 또는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하게 된다. 일 예로, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방된 경우에는 조리개(ST)가 유효 개구의 역할을 하고, 가변 조리개(VST)가 최대로 조여진 경우에는 가변 조리개(VST)가 유효 개구의 역할을 한다.
도 30을 참조하면, 가변 조리개(VST)가 최대로 개방되어 Fno가 가장 작은 값을 갖게 될 때, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차가 광축에 가까운 위치에서 가장 큰 값을 갖고, 유효 개구에 가까운 위치에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 종방향 구면수차가 0 ~ 0.5 사이의 지점에서 가장 큰 값을 갖고, 0.5 ~ 1.0 사이의 지점에서 가장 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
일 예로, 546.1 NM 이상의 파장을 갖는 광에 대하여 종방향 구면수차는 0.4 지점에서 가장 크고, 1.0 지점에서 가장 작게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 종방향 구면수차 곡선이 변곡점을 갖는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에서, 제1 렌즈(610)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(610)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(610)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(620)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(620)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(620)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(630)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(630)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(640)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(640)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(640)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(650)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(650)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제5 렌즈(650)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제5 렌즈(650)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제5 렌즈(650)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제6 렌즈(660)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(660)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제6 렌즈(660)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(670)는 정의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(670)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(670)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(670)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(670)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(670)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(680)는 부의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(680)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제8 렌즈(680)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제8 렌즈(680)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제8 렌즈(680)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 제8 렌즈(680)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 각 면은 표 22에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018021598738-pat00023
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.
110, 210, 310, 410, 510, 610: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520, 620: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530, 630: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540, 640: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550, 650: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560, 660: 제6 렌즈
170, 270, 370, 470, 670: 제7 렌즈
680: 제8 렌즈
180, 280, 380, 480, 570, 690: 적외선 차단 필터
190, 290, 390, 490, 580, 700: 이미지 센서
VST: 가변 조리개
ST: 조리개

Claims (17)

  1. 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순서대로 배치된 적어도 7개의 렌즈를 포함하는 광학계;
    상기 광학계를 통해 입사된 광을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서; 및
    상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 전방에 배치되고, 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된 가변 조리개;를 포함하고,
    상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL 이라 할 때,
    4.7 < TTL < 6.00 을 만족하고,
    상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 Ri, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 Rj라 할 때,
    -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5 을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    0.8 < |Ri/Rj| ≤ 1.2 을 만족하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물체측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈의 합성 초점거리를 f14, 상기 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    f14 > f 을 만족하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 대각 길이의 절반을 IMGHT라 할 때,
    TTL/IMGHT < 2.0을 만족하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학계의 화각을 FOV라 할 때,
    FOV ≥ 70°을 만족하는 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 물체측에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률, 상기 물체측에 세 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률 및 상기 물체측에 네 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률 중에서 가장 큰 굴절률을 Nmax라 할 때,
    1.64 < Nmax ≤ 1.75 을 만족하는 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    4.0 < f < 4.5 을 만족하는 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학계의 전체 초점거리를 f, 상기 광학계의 입사동의 최대직경을 EPD_max라 할 때,
    f/EPD_max ≤ 1.7을 만족하는 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학계의 전체 초점거리를 f, 상기 광학계의 입사동의 최소직경을 EPD_min라 할 때,
    f/EPD_min > 2.0을 만족하는 촬상 광학계.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광학계는,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
    정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;
    정 또는 부의 굴절력을 갖고, 상측 면에 변곡점이 형성되는 제6 렌즈; 및
    부의 굴절력을 갖고, 상측 면에 변곡점이 형성되는 제7 렌즈;를 포함하는 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학계는,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;
    정의 굴절력을 갖고, 상측 면에 변곡점이 형성되는 제7 렌즈; 및
    부의 굴절력을 갖고, 상측 면에 변곡점이 형성되는 제8 렌즈;를 포함하는 촬상 광학계.
  13. 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순서대로 배치된 적어도 6개의 렌즈를 포함하는 광학계;
    상기 광학계를 통해 입사된 광을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서; 및
    상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 전방에 배치되고, 직경을 변화시킬 수 있도록 구성된 가변 조리개;를 포함하고,
    상기 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈는 정의 굴절력을 갖고,
    상기 물체측에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈는 물체측 면이 볼록한 형상이며,
    상기 물체측에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률, 상기 물체측에 세 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률 및 상기 물체측에 네 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 굴절률 중에서 가장 큰 굴절률을 Nmax라 할 때,
    1.64 < Nmax ≤ 1.75 을 만족하고,
    상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 Ri, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 Rj라 할 때,
    -0.5 < (|Ri|-|Rj|)/(|Ri|+|Rj|) < 0.5 을 만족하는 촬상 광학계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈와, 상기 이미지 센서에 두 번째로 가깝게 배치된 렌즈는 각각 상측 면에 변곡점이 형성되는 촬상 광학계.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 물체측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈의 합성 초점거리를 f14, 상기 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    f14 > f 을 만족하고,
    0.8 < |Ri/Rj| ≤ 1.2 을 만족하는 촬상 광학계.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 광학계는, 상기 물체측으로부터 상기 상측을 향하여 상기 광축을 따라 순서대로 배치된,
    제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함하고,
    상기 제5 렌즈는 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제6 렌즈는 부의 굴절력을 갖고 상측 면에 변곡점이 형성되는 촬상 광학계.
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