KR102355659B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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정필호
조용주
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    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/62—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제2 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 굴절력을 갖고, 상측 면이 볼록한 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 아베수를 v1, 상기 제3 렌즈의 아베수를 v3라 할 때, 20 < v1 - v3 < 70 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 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.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 렌즈 모듈을 구성하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 민감도를 개선시킬 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제2 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 굴절력을 갖고, 상측 면이 볼록한 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 아베수를 v1, 상기 제3 렌즈의 아베수를 v3라 할 때, 20 < v1 - v3 < 70 을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 디센터 공차에 대한 민감도를 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
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.
아울러, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 상측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
또한, 앞쪽이라 함은 촬상 광학계에서 물체측에 가까운 쪽을 의미하고, 뒤쪽이라 함은 촬상 광학계에서 이미지 센서 또는 상측에 가까운 쪽을 의미한다. 또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체 측에 가까운 면(또는, 물체측면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름, 두께, OAL, BFL, D1에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매의 렌즈를 포함한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 포함한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 6매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 구경 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터(70)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(80)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)는 플라스틱 재질로 이루어진다.
아울러, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60) 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가진다. 또한, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112021032011431-pat00001
상기 수학식 1에서 C는 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, r은 각 렌즈의 광축 정점으로부터 각 렌즈면의 특정위치까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ J는 순서대로 4차부터 20차까지의 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 특정위치에서의 새그(sag)를 나타낸다.
상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/부/정/부/부의 굴절력을 가진다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계는 수차 개선을 통해 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 굴절각을 경감시킴으로써 렌즈의 민감도를 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매 렌즈를 모두 플라스틱 재질로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 1을 만족한다.
[조건식 1]
0.12 < Th6/f < 0.5
조건식 1에서 Th6은 상기 제6 렌즈의 근축 영역에서의 두께[mm]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[mm]이다.
여기서, 상기 조건식 1의 하한값을 벗어나게 되면 상기 제6 렌즈의 근축 영역에서의 두께가 얇아져 상면만곡이 발생하고 주변부의 해상력 성능 확보가 어려워지게 되며, 상기 조건식 1의 상한값을 벗어나게 되면 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리가 작아서 왜곡수차가 커지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 2를 만족한다.
[조건식 2]
20 < v1 - v3 < 70
조건식 2에서 v1은 상기 제1 렌즈의 아베수이고, v3는 상기 제3 렌즈의 아베수이다.
여기서, 상기 조건식 2는 색수차에 관한 조건으로서, 상기 조건식 2의 하한값을 벗어나게 되면 색수차 보정이 어려워져서 고해상력 구현이 어려우며, 상기 조건식 2의 상한값을 벗어나게 되면 상기 제3 렌즈의 제조 비용 절감에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 3을 만족한다.
[조건식 3]
|Sag9/Th5| > 1.0
조건식 3에서 Sag9는 상기 제5 렌즈의 물체측면의 유효경 끝단에서의 sag값이고, Th5는 상기 제5 렌즈의 근축 영역에서의 두께[㎜]이다.
여기서, 상기 조건식 3은 근접물체를 촬영할 때의 해상력에 관한 조건으로서, 상기 조건식 3의 하한값을 벗어나게 되면 근접물체를 촬영할 때 수차 보정이 어려워져서 고해상력 확보에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 4를 만족한다.
[조건식 4]
f3/f2 > 1.5
조건식 4에서 f3은 상기 제3 렌즈의 초점거리[mm]이고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리[mm]이다.
여기서, 상기 조건식 4의 하한값을 벗어나게 되면 상기 제3 렌즈의 파워가 강해지고 곡률이 작아져서 상기 제3 렌즈의 제조에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 5를 만족한다.
[조건식 5]
0.5 < OAL/f < 2.0
조건식 5에서 OAL은 상기 제1 렌즈의 물체측면으로부터 상면까지 거리[mm]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
여기서, 상기 조건식 5의 하한값을 벗어나게 되면 상기 촬상 광학계의 화각이 작아지게 되고, 상기 조건식 5의 상한값을 벗어나게 되면 상기 촬상 광학계의 길이가 길어져 소형화에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 6을 만족한다.
[조건식 6]
f5/f1 < -3.0
조건식 6에서 f5는 상기 제5 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리[㎜]이다.
여기서, 상기 조건식 6의 상한값을 벗어나게 되면 상기 제5 렌즈의 부의 파워가 강해져서 주변부의 해상력 성능 확보에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 7을 만족한다.
[조건식 7]
1.60 < n5 < 2.10
조건식 7에서 n5는 상기 제5 렌즈의 굴절률이다.
여기서, 조건식 7의 하한값을 벗어나게 되면 색수차 보정이 어려워져서 고해상력 구현이 어렵고, 상기 조건식 7의 상한값을 벗어나게 되면 제조 비용 절감에 어려움이 있다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)를 설명한다.
상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제1 렌즈(10)는 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상일 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈(10)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제1 렌즈(10)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제2 렌즈(20)는 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제2 렌즈(20)는 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상이다.
상기 제2 렌즈(20)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(20)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제3 렌즈(30)는 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제3 렌즈(30)의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상이다.
상기 제3 렌즈(30)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(30)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제4 렌즈(40)는 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제4 렌즈(40)의 제1 면은 물체측으로 오목한 형상이고, 상기 제4 렌즈(40)의 제2 면은 상측으로 볼록한 형상일 수 있다.
또한, 상기 제4 렌즈(40)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(40)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제5 렌즈(50)는 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제5 렌즈(50)의 제1 면은 물체측으로 오목한 형상일 수 있고, 상기 제5 렌즈(50)의 제2 면은 상측으로 볼록한 형상이다.
상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(50)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제6 렌즈(60)는 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제6 렌즈(60)의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상이다.
또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(60)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(60)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기 촬상 광학계는 렌즈의 굴절각을 경감시킴으로써 렌즈의 민감도를 개선할 수 있다. 따라서, 상기 촬상 광학계는 유리 재질보다 광학성능이 낮은 플라스틱 재질로 모든 렌즈를 구성할 수 있으며, 이를 통해 렌즈 모듈의 제조 단가를 낮추고 제조효율을 높일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 구경 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 물체측면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 5.606 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.351 ㎜이다. 또한, FNO는 2.2이다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리(f1)는 3.477 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리(f2)는 -6.265 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리(f3)는 -100 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리(f4)는 6.277 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리(f5)는 -29.043 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리(f6)는 -11.265 mm, 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.655 ㎜이다.
Figure 112021032011431-pat00002
그외 렌즈 특성(곡률 반지름(Ri), 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리(Thi), 굴절률(Nd), 아베수(Vi))은 표 2와 같다.
Figure 112021032011431-pat00003
본 발명의 제1 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 변곡점이 형성된다. 그리고, 상기 구경 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치된다.
상기 구경 조리개(ST)를 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치함으로써 각 렌즈의 디센터(Decenter) 공차에 대한 민감도를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 3에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면이다.
Figure 112021032011431-pat00004
한편, 표 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 7을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
Figure 112021032011431-pat00005
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 구경 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 5에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 물체측면으로부터 이미지 센서(80)의 상면까지의 거리(OAL)는 5.610 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.438 ㎜이다. 또한, FNO는 2.2이다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리(f1)는 3.523 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리(f2)는 -5.593 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리(f3)는 -100 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리(f4)는 6.728 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리(f5)는 -16.144 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리(f6)는 -56.424 mm, 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.65 ㎜이다.
Figure 112021032011431-pat00006
그외 렌즈 특성(곡률 반지름(Ri), 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리(Thi), 굴절률(Nd), 아베수(Vi))은 표 6과 같다.
Figure 112021032011431-pat00007
본 발명의 제2 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 변곡점이 형성된다. 그리고, 구경 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치된다.
상기 구경 조리개(ST)를 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치함으로써 각 렌즈의 디센터(Decenter) 공차에 대한 민감도를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 7에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면이다.
Figure 112021032011431-pat00008
한편, 표 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 7을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 4에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
Figure 112021032011431-pat00009
도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 구경 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 9에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 물체측면으로부터 이미지 센서(80)의 상면까지의 거리(OAL)는 4.857 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.124 ㎜이다. 또한, FNO는 2.0이다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리(f1)는 3.094 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리(f2)는 -6.975 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리(f3)는 -11.248 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리(f4)는 4.286 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리(f5)는 -119.767 ㎜, 상기 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 -6.893 mm, 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 3.962 ㎜이다.
Figure 112021032011431-pat00010
그외 렌즈 특성(곡률 반지름(Ri), 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리(Thi), 굴절률(Nd), 아베수(Vi))은 표 10과 같다.
Figure 112021032011431-pat00011
본 발명의 제3 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 또한, 상기 제6 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 변곡점이 형성된다. 그리고, 구경 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치된다.
상기 구경 조리개(ST)를 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치함으로써 각 렌즈의 디센터(Decenter) 공차에 대한 민감도를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 11에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면이다.
Figure 112021032011431-pat00012
한편, 표 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 7을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
Figure 112021032011431-pat00013
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 구경 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 13에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 물체측면으로부터 이미지 센서(70)의 상면까지의 거리(OAL)는 5.620 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.368 ㎜이다. 또한, FNO는 2.2이다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리(f1)는 3.241 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리(f2)는 -5.686 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리(f3)는 -44.607 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리(f4)는 6.763 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리(f5)는 -19.275 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리(f6)는 -17.418 mm, 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.65 ㎜이다.
Figure 112021032011431-pat00014
그외 렌즈 특성(곡률 반지름(Ri), 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리(Thi), 굴절률(Nd), 아베수(Vi))은 표 14와 같다.
Figure 112021032011431-pat00015
본 발명의 제4 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 변곡점이 형성된다. 그리고 구경 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치된다.
상기 구경 조리개(ST)를 상기 제1 렌즈(10)와 상기 제2 렌즈(20) 사이에 배치함으로써 각 렌즈의 디센터(Decenter) 공차에 대한 민감도를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 15에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면이다.
Figure 112021032011431-pat00016
한편, 표 16을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 7을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 8에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
Figure 112021032011431-pat00017
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.
10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈
50: 제5 렌즈 60: 제6 렌즈
70: 적외선 차단 필터 80: 이미지 센서
ST: 구경 조리개

Claims (6)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    정의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제1 렌즈;
    부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제2 렌즈;
    부의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 제3 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
    굴절력을 갖고, 상측 면이 볼록한 제5 렌즈; 및
    부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 제6 렌즈;를 포함하며,
    상기 제1 렌즈의 아베수를 v1, 상기 제3 렌즈의 아베수를 v3라 할 때, 20 < v1 - v3 < 70 을 만족하고,
    상기 제2 렌즈의 초점거리를 f2, 상기 제3 렌즈의 초점거리를 f3이라 할 때, f3/f2 > 1.5 을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 OAL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈를 포함하는 촬상 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.5 < OAL/f < 2.0 을 만족하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈는 플라스틱 재질인 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 상측 면은 비구면인 촬상 광학계.
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