KR102368759B1 - Optical Imaging System - Google Patents
Optical Imaging System Download PDFInfo
- Publication number
- KR102368759B1 KR102368759B1 KR1020170171095A KR20170171095A KR102368759B1 KR 102368759 B1 KR102368759 B1 KR 102368759B1 KR 1020170171095 A KR1020170171095 A KR 1020170171095A KR 20170171095 A KR20170171095 A KR 20170171095A KR 102368759 B1 KR102368759 B1 KR 102368759B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- imaging optical
- refractive power
- conditional expression
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only
Abstract
본 발명의 촬상 광학계는 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 상 측면에 변곡점이 형성되는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 가지며 상 측면이 볼록한 형상인 제5렌즈;를 포함한다.An imaging optical system of the present invention includes: a first lens having a positive refractive power and having a convex image side; a second lens having a negative refractive power; a third lens having a negative refractive power; a fourth lens having a negative refractive power and having an inflection point formed on an image side; and a fifth lens having a positive refractive power and having a convex image side.
Description
본 발명은 원거리 촬영이 가능한 촬상 광학계에 관한 것이다. The present invention relates to an imaging optical system capable of long-distance imaging.
원거리 촬영이 가능한 망원용 광학계는 상당한 크기를 갖는다. 예를 들어, 망원용 광학계는 광학계 전체 길이(TL)에 대한 전체 초점거리(f)의 비(TL/f)가 1 이상이다. 때문에, 망원용 광학계는 휴대 단말기 등과 같은 소형 전자제품에는 탑재하기 어렵다.A telephoto optical system capable of long-distance photography has a considerable size. For example, in the telephoto optical system, the ratio (TL/f) of the total focal length f to the total optical system length TL is 1 or more. Therefore, it is difficult to mount the telephoto optical system in a small electronic product such as a portable terminal.
본 발명은 원거리 촬영이 가능하면서도 소형 단말기에 탑재될 수 있는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an optical imaging system that can be mounted on a small terminal while allowing long-distance imaging.
상기 목적을 달성하기 위한 촬상 광학계는 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 상 측면에 변곡점이 형성되는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 가지며 상 측면이 볼록한 형상인 제5렌즈;를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치된다.An imaging optical system for achieving the above object includes a first lens having a positive refractive power and having a convex image side; a second lens having a negative refractive power; a third lens having a negative refractive power; a fourth lens having a negative refractive power and having an inflection point formed on an image side; and a fifth lens having positive refractive power and having a convex image side, wherein the first to fifth lenses are sequentially disposed from the object side to the image plane direction.
본 발명은 소형 단말기에 장착이 가능하다.The present invention can be mounted on a small terminal.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 4는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 7은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 8은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 11은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 12는 도 9에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 탑재된 휴대 단말기의 배면도
도 14는 도 13에 도시된 휴대 단말기의 단면도1 is a block diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 1; FIG.
3 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in FIG.
FIG. 4 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 1; FIG.
5 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a second embodiment of the present invention;
6 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 5;
7 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in FIG.
FIG. 8 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 5; FIG.
9 is a block diagram of an imaging optical system according to a third embodiment of the present invention;
10 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG.
11 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in FIG.
12 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 9;
13 is a rear view of a portable terminal equipped with an optical imaging system according to an embodiment of the present invention;
14 is a cross-sectional view of the mobile terminal shown in FIG. 13
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying illustrative drawings.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In describing the present invention below, terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and thus should not be construed as limiting the technical components of the present invention.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, that a component is 'connected' with another component includes not only cases where these components are 'directly connected' but also 'indirectly connected' through other components. means that In addition, 'including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TL, Y(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TL은 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 거리이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 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.In addition, in this specification, the first lens means a lens closest to the object (or subject), and the fifth lens means a lens closest to the image surface (or image sensor). In the present specification, the radius of curvature of the lens, thickness, TL, Y (1/2 of the diagonal length of the image plane), and the focal length are all units in mm. In addition, the thickness of the lenses, the distance between the lenses, and TL are distances measured with respect to the optical axis of the lenses. In addition, in the description of the shape of the lens, the convex shape of one surface means that the optical axis portion of the corresponding surface is convex, and the concave shape means that the optical axis portion of the corresponding surface is concave. Accordingly, even if one surface of the lens is described as having a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Similarly, although one surface of the lens is described as having a concave shape, the edge portion of the lens may be convex.
촬상 광학계는 복수의 렌즈로 이루어지는 광학계를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 굴절력을 갖는 5매의 렌즈로 이루어진다. 그러나 촬상 광학계가 굴절력을 갖는 렌즈만으로 구성되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개(stop)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 광학계를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(즉, 촬상 소자)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하도록 구성된 필터를 더 포함할 수 있다.The imaging optical system includes an optical system composed of a plurality of lenses. For example, an imaging optical system consists of five lenses which have refractive power. However, the imaging optical system is not composed of only a lens having refractive power. For example, the imaging optical system may include a stop for adjusting the amount of light. Also, the optical imaging system may further include an image sensor (ie, an imaging device) for converting an image of a subject incident through the optical system into an electrical signal. In addition, the imaging optical system may further include a filter configured to block infrared rays.
제1렌즈 내지 제5렌즈는 공기와 다른 굴절률을 갖는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제5렌즈는 플라스틱 또는 유리 재질로 이루어진다. 제1렌즈 내지 제5렌즈 중 적어도 하나는 비구면 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제5렌즈의 적어도 일면은 비구면일 수 있다. 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.The first to fifth lenses are made of a material having a refractive index different from that of air. For example, the first to fifth lenses are made of a plastic or glass material. At least one of the first to fifth lenses has an aspherical shape. For example, at least one surface of the first to fifth lenses may be aspherical. The aspherical surface of each lens is expressed by Equation (1).
수학식 1에서 c는 해당 렌즈의 곡률 반지름의 역수이고, K는 코닉 상수이고, r은 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, A ~ J는 비구면 상수이고, Z(또는 SAG)는 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 광축 방향으로의 높이이다.In
다음에서는 광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 제5렌즈를 상세히 설명한다.Next, the first to fifth lenses constituting the optical system will be described in detail.
제1렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가진다.The first lens has refractive power. For example, the first lens has positive refractive power.
제1렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다.The first lens has a convex surface. For example, the first lens has a convex shape on the side of the object.
제1렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 플라스틱로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제1렌즈는 소정의 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.The first lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the first lens may be aspherical. The first lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the first lens may be made of a plastic material. However, the material of the first lens is not limited to plastic. For example, the first lens may be made of a glass material. The first lens has a predetermined refractive index. For example, the refractive index of the first lens may be less than 1.6.
제1렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈는 2.6 ~ 3.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The first lens has a predetermined focal length. For example, the first lens may be determined in a range of 2.6 to 3.0 mm.
제2렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가진다.The second lens has refractive power. For example, the second lens has a negative refractive power.
제2렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다.The second lens has a convex surface. For example, the second lens has a convex shape on the side of the object.
제2렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 플라스틱로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제2렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The second lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the second lens may be aspherical. The second lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the second lens may be made of a plastic material. However, the material of the second lens is not limited to plastic. For example, the second lens may be made of a glass material. The second lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the second lens may be 1.6 or more.
제2렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈는 -9.0 ~ -3.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The second lens has a predetermined focal length. For example, the second lens may be determined in a range of -9.0 to -3.0 mm.
제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가진다.The third lens has refractive power. For example, the third lens has negative refractive power.
제3렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 상 측면이 오목한 형상이다.The third lens has a concave surface. For example, the third lens has a concave image side surface.
제3렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 플라스틱로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제3렌즈는 소정의 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.5 ~ 1.7 범위에서 선택될 수 있다.The third lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the third lens may be aspherical. The third lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the third lens may be made of a plastic material. However, the material of the third lens is not limited to plastic. For example, the third lens may be made of a glass material. The third lens has a predetermined refractive index. For example, the refractive index of the third lens may be selected in the range of 1.5 to 1.7.
*제3렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈는 -30 ~ -6.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.*The third lens has a predetermined focal length. For example, the third lens may be determined in a range of -30 to -6.0 mm.
제4렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 부의 굴절력을 가진다.The fourth lens has refractive power. For example, the fourth lens has negative refractive power.
제4렌즈는 양면이 오목한 형상이다.The fourth lens has a shape in which both surfaces are concave.
제4렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 플라스틱로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제4렌즈는 제1렌즈와 대체로 동일한 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.The fourth lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the fourth lens may be aspherical. The fourth lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the fourth lens may be made of a plastic material. However, the material of the fourth lens is not limited to plastic. For example, the fourth lens may be made of a glass material. The fourth lens has substantially the same refractive index as the first lens. For example, the refractive index of the fourth lens may be less than 1.6.
제4렌즈는 변곡점을 포함하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성된다. 그러나 변곡점의 형성 위치가 제4렌즈의 상 측면으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈의 물체 측면에도 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다.The fourth lens has a shape including an inflection point. For example, one or more inflection points are formed on the image side of the fourth lens. However, the formation position of the inflection point is not limited to the image side of the fourth lens. For example, one or more inflection points may be formed on the object side of the fourth lens.
제4렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈는 -9.0 ~ -4.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The fourth lens has a predetermined focal length. For example, the fourth lens may be determined in a range of -9.0 to -4.0 mm.
제5렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈는 정의 굴절력을 가진다.The fifth lens has refractive power. For example, the fifth lens has positive refractive power.
제5렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈는 상 측면이 볼록한 형상이다.The fifth lens has a convex surface. For example, the fifth lens has a convex image side surface.
제5렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 플라스틱로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제5렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The fifth lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the fifth lens may be aspherical. The fifth lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the fifth lens may be made of a plastic material. However, the material of the fifth lens is not limited to plastic. For example, the fifth lens may be made of a glass material. The fifth lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the fifth lens may be 1.6 or more.
제5렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈는 16.0 ~ 24.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The fifth lens has a predetermined focal length. For example, the fifth lens may be determined in a range of 16.0 to 24.0 mm.
다음에서는 렌즈 외 구성을 설명한다.Next, the configuration other than the lens will be described.
촬상 광학계는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서의 표면은 상면(imaging plane)을 형성한다. 상면은 대체로 직사각 형태일 수 있다. 그러나 상면의 형태가 직사각형으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상면을 정사각형으로 형성할 수 있도 있다. 이미지 센서는 고해상도를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서를 구성하는 픽셀의 단위크기는 1.12 ㎛ 이하일 수 있다.The imaging optical system includes an image sensor. The surface of the image sensor forms an imaging plane. The upper surface may have a substantially rectangular shape. However, the shape of the upper surface is not limited to a rectangle. For example, the upper surface may be formed in a square shape. The image sensor may be configured to implement high resolution. For example, the unit size of pixels constituting the image sensor may be 1.12 μm or less.
촬상 광학계는 필터를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 적외선을 차단하도록 구성된 필터를 포함한다. 필터는 유리 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 필터는 적외선 차단 필름이 형성된 투명한 유리일 수 있다. 필터의 굴절률은 대체로 1.5 이상일 수 있다. 이와 같이 구성된 필터는 제5렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다.The imaging optical system includes a filter. For example, the imaging optical system includes a filter configured to block infrared radiation. The filter may be made of a glass material. For example, the filter may be a transparent glass having an infrared blocking film formed thereon. The refractive index of the filter may be generally greater than or equal to 1.5. The filter configured as described above is disposed between the fifth lens and the image sensor.
촬상 광학계는 광량을 조절하도록 구성된 조리개를 포함한다. 예를 들어, 조리개는 렌즈와 렌즈 사이에 배치되어 이미지 센서로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.The imaging optical system includes a diaphragm configured to adjust the amount of light. For example, the aperture may be disposed between the lens and the lens to adjust the amount of light incident to the image sensor.
촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.The imaging optical system may satisfy the following conditional expressions.
[조건식 1] 0.7 < TL/f < 1.0[Condition 1] 0.7 < TL/f < 1.0
[조건식 2] 0.15 < R1/f < 1.5[Condition 2] 0.15 < R1/f < 1.5
[조건식 3] -3.5 < f/f2 < -0.5[Condition 3] -3.5 < f/f2 < -0.5
[조건식 4] 0.1 < d34/TL < 0.7[Condition 4] 0.1 < d34/TL < 0.7
[조건식 5] 1.60 < Nd5 < 1.75[Conditional Expression 5] 1.60 < Nd5 < 1.75
[조건식 6] 0.3 < tanθ < 0.5[Conditional Expression 6] 0.3 < tanθ < 0.5
상기 조건식에서 f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고,θ는 촬상 광학계의 반화각이고, R1은 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, R2는 제1렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, f1은 제1렌즈의 초점거리이고, f2는 제2렌즈의 초점거리이고, d34는 제3렌즈의 상 측면으로부터 제4렌즈의 물체 측면까지의 거리이고, Nd5는 제5렌즈의 굴절률이고, θ는 촬상 광학계의 반화각이다.In the above conditional expression, f is the total focal length of the imaging optical system, θ is the half angle of view of the imaging optical system, R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens, R2 is the radius of curvature of the image side of the first lens, and f1 is is the focal length of the first lens, f2 is the focal length of the second lens, d34 is the distance from the image side of the third lens to the object side of the fourth lens, Nd5 is the refractive index of the fifth lens, and θ is the imaging It is the half-field of the optical system.
조건식 1은 촬상 광학계의 망원비를 한정하는 수치범위이다. 예를 들어, 조건식 1의 하한값을 벗어나는 촬상 광학계는 망원특성이 강하여 화각이 작아지고, 조건식 1의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 화각이 커서 망원특성이 약해진다.
조건식 2는 제1렌즈의 망원특성 및 성형성을 향상시키기 위한 수치범위이다. 예를 들어, 조건식 2의 하한값을 벗어나는 제1렌즈는 촬상 광학계의 망원특성을 향상시킬 수 있으나 사출성형이 어렵고, 조건식 2의 상한값을 벗어나는 제1렌즈는 종구면수차가 증가하고 초점거리가 짧아져 망원 광학계를 구성하기 어렵다.Conditional Expression 2 is a numerical range for improving telephoto characteristics and moldability of the first lens. For example, the first lens deviating from the lower limit of Conditional Equation 2 may improve the telephoto characteristics of the imaging optical system, but injection molding is difficult, and the first lens deviating from the upper limit of Condition 2 increases longitudinal spherical aberration and shortens the focal length to telephoto. It is difficult to construct an optical system.
조건식 3은 고해상도의 촬상 광학계를 구현하기 위한 수치범위이다. 예를 들어, 조건식 3의 하한값 또는 상한값을 벗어나는 제2렌즈는 촬상 광학계의 비점수차를 증가시킬 뿐만 아니라 화상의 열화를 야기한다.
조건식 4는 망원특성 및 소형 광학계를 구현하기 위한 수치범위이다. 예를 들어, 조건식 4의 하한값을 벗어나는 촬상 광학계는 전체 초점거리가 짧아져 망원 광학계를 구성하기 어렵고, 조건식 4의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 광학계의 전체 길이(TL)가 길어져 소형 광학계를 구현하기 어렵다.
조건식 5는 제5렌즈의 재질을 선택하기 위한 조건이다. 예를 들어, 조건식 5의 수치범위를 만족하는 제5렌즈는 비점수차 보정에 유리할 뿐만 아니라 종색수차, 배율색수차 보정에도 유리하다.Conditional Expression 5 is a condition for selecting the material of the fifth lens. For example, the fifth lens satisfying the numerical range of Conditional Expression 5 is advantageous not only in correcting astigmatism, but also in correcting axial chromatic aberration and chromatic aberration of magnification.
다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.Next, an imaging optical system according to various embodiments will be described.
먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.First, an imaging optical system according to a first embodiment will be described with reference to FIG. 1 .
촬상 광학계(100)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150)로 구성된다. The imaging
본 실시 예에서, 제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 아울러, 제4렌즈(140)의 양면에는 변곡점이 형성된다. 제5렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다.In this embodiment, the
촬상 광학계(100)는 조리개(ST), 필터(160), 이미지 센서(170)를 포함한다.The imaging
조리개(ST)는 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130)의 사이에 배치된다. 필터(160)는 제5렌즈(150)와 이미지 센서(170) 사이에 배치된다.The diaphragm ST is disposed between the
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이고, 도 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristic shown in FIG. 2 . 3 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment, and FIG. 4 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment.
도 5를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 5 .
촬상 광학계(200)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250)로 구성된다. The imaging
본 실시 예에서, 제1렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 아울러, 제4렌즈(240)의 양면에는 변곡점이 형성된다. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다.In this embodiment, the
촬상 광학계(200)는 조리개(ST), 필터(260), 이미지 센서(270)를 포함한다.The imaging
조리개(ST)는 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230)의 사이에 배치된다. 필터(260)는 제5렌즈(250)와 이미지 센서(270) 사이에 배치된다.The stopper ST is disposed between the
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 7은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이고, 도 8은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristic shown in FIG. 6 . 7 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment, and FIG. 8 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment.
도 9를 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 9 .
촬상 광학계(300)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330), 제4렌즈(340), 제5렌즈(350)로 구성된다. The optical imaging system 300 includes a plurality of lenses having refractive power. For example, the optical imaging system 300 includes a first lens 310 , a second lens 320 , a third lens 330 , a fourth lens 340 , and a fifth lens 350 .
본 실시 예에서, 제1렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(340)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 아울러, 제4렌즈(340)의 양면에는 변곡점이 형성된다. 제5렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다.In this embodiment, the first lens 310 has a positive refractive power and has a convex shape on both sides. The second lens 320 has a negative refractive power, and has a convex object side and a concave image side. The third lens 330 has a negative refractive power, and has a convex object side and a concave image side. The fourth lens 340 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. In addition, inflection points are formed on both surfaces of the fourth lens 340 . The fifth lens 350 has a positive refractive power and has a convex shape on both sides.
촬상 광학계(300)는 조리개(ST), 필터(360), 이미지 센서(370)를 포함한다.The optical imaging system 300 includes an aperture ST, a filter 360 , and an image sensor 370 .
조리개(ST)는 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330)의 사이에 배치된다. 필터(360)는 제5렌즈(350)와 이미지 센서(370) 사이에 배치된다.The stopper ST is disposed between the second lens 320 and the third lens 330 . The filter 360 is disposed between the fifth lens 350 and the image sensor 370 .
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 7은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이고, 도 8은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristic shown in FIG. 6 . 7 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment, and FIG. 8 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment.
아래의 표 1은 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 광학계의 조건식 값을 나타낸 표이다. 표 1에서 알 수 있듯이 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 광학계는 조건식 1 내지 6에 따른 수치범위를 모두 만족한다.Table 1 below is a table showing the conditional expression values of the optical systems according to the first to third embodiments. As can be seen from Table 1, the optical systems according to the first to third embodiments satisfy all numerical ranges according to
다음에서는 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 탑재된 휴대 단말기를 설명한다.Next, a portable terminal equipped with an optical imaging system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14 .
휴대 단말기(10)는 복수의 카메라 모듈(20, 30)을 포함한다. 제1카메라 모듈(20)은 근거리의 피사체를 촬영하도록 구성된 제1촬상 광학계(101)를 포함하고, 제2카메라 모듈(30)은 원거리의 피사체를 촬영하도록 구성된 제2촬상 광학계(100, 200, 300)를 포함한다.The
제1촬상 광학계(101)는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1촬상 광학계(101)는 넓은 화각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 50도 이상의 화각을 가질 수 있다. The first imaging
제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 5매 렌즈로 구성될 수 있다. 아울러, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 전술된 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계 중 어느 하나일 수 있다. 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 좁은 화각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 40도 이하의 화각을 가질 수 있다. The second imaging
제1촬상 광학계(101) 및 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 대체로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)는 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)와 대체로 동일할 수 있다. 또는, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)에 대한 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)의 비(L1/L2)는 0.8 ~ 1.0 일 수 있다. 또는, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)에 대한 휴대 단말기(10)의 두께(h)의 비(L2/h)는 0.8 이하일 수 있다.The first
*본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.* The present invention is not limited only to the embodiments described above, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains within the scope not departing from the gist of the present invention described in the claims below It can be implemented with various changes.
100, 200, 300 촬상 광학계
110, 210, 310 제1렌즈
120, 220, 420 제2렌즈
130, 230, 430 제3렌즈
140, 240, 440 제4렌즈
150, 250, 450 제5렌즈
160, 260, 460 필터
170, 270, 470 상면 또는 이미지 센서
ST 조리개
10 휴대 단말기
20 제1카메라 모듈
30 제2카메라 모듈100, 200, 300 imaging optics
110, 210, 310 first lens
120, 220, 420 second lens
130, 230, 430 third lens
140, 240, 440 4th lens
150, 250, 450 5th lens
160, 260, 460 filters
170, 270, 470 top or image sensor
ST aperture
10 mobile terminal
20 first camera module
30 Second camera module
Claims (17)
부의 굴절력을 갖는 제2렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지며, 상 측면에 변곡점이 형성되는 제4렌즈; 및
정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상인 제5렌즈;
를 포함하는 촬상 광학계.a first lens having positive refractive power and having a convex image side;
a second lens having a negative refractive power;
a third lens having a negative refractive power;
a fourth lens having a negative refractive power and having an inflection point formed on an image side; and
a fifth lens having positive refractive power and having a concave object side and a convex image side;
An imaging optical system comprising a.
상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The first lens is an imaging optical system having a convex shape on the side of the object.
상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The second lens is an imaging optical system having a convex shape on the side of the object.
상기 제2렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The second lens is an imaging optical system having a concave shape in the image side.
상기 제3렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The third lens is an imaging optical system having a concave shape on the side of the object.
상기 제4렌즈는 양면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The fourth lens is an imaging optical system in which both surfaces are concave.
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] TL/f < 1.0
(상기 조건식에서 TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
[Conditional Expression] TL/f < 1.0
(In the above conditional expression, TL is the distance from the object side to the image plane of the first lens, and f is the total focal length of the imaging optical system)
굴절력을 가지는 제2렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
물체 측면이 오목한 형상인 제4렌즈; 및
굴절력을 가지며 물체 측면이 오목한 형상인 제5렌즈;
를 포함하고 하기 조건식들을 만족하는 촬상 광학계.
TL/f < 1.0
0.15 < R1/f < 1.5
-3.5 < f/f2 < -0.5
(상기 조건식에서 TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, R1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f2는 상기 제2렌즈의 초점거리이다)a first lens having refractive power;
a second lens having refractive power;
a third lens having a negative refractive power;
a fourth lens having a concave side surface of the object; and
a fifth lens having refractive power and having a concave shape on the side of the object;
An imaging optical system that includes and satisfies the following conditional expressions.
TL/f < 1.0
0.15 < R1/f < 1.5
-3.5 < f/f2 < -0.5
(In the above conditional expression, TL is the distance from the object side of the first lens to the image plane, R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens, f is the total focal length of the imaging optical system, and f2 is the second lens is the focal length of
상기 제5렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.12. The method of claim 11,
The fifth lens is an imaging optical system having a convex image side.
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.1 < d34/TL < 0.7
(상기 조건식에서 d34는 상기 제3렌즈의 상 측면으로부터 상기 제4렌즈의 물체 측면까지의 거리이다)12. The method of claim 11,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
[Conditional Expression] 0.1 < d34/TL < 0.7
(d34 in the above conditional expression is the distance from the image side of the third lens to the object side of the fourth lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 1.60 < Nd5 < 1.75
(상기 조건식에서 Nd5는 상기 제5렌즈의 굴절률이다)12. The method of claim 11,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
[Conditional Expression] 1.60 < Nd5 < 1.75
(In the above conditional expression, Nd5 is the refractive index of the fifth lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.3 < tanθ < 0.5
(상기 조건식에서 θ는 촬상 광학계의 반화각이다)12. The method of claim 11,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
[Conditional Expression] 0.3 < tanθ < 0.5
(In the above conditional expression, θ is the half angle of view of the imaging optical system)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170171095A KR102368759B1 (en) | 2016-05-11 | 2017-12-13 | Optical Imaging System |
KR1020220018854A KR102494813B1 (en) | 2017-12-13 | 2022-02-14 | Optical Imaging System |
KR1020230011174A KR102609152B1 (en) | 2017-12-13 | 2023-01-27 | Optical Imaging System |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160057505A KR101901698B1 (en) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Optical Imaging System |
KR1020170171095A KR102368759B1 (en) | 2016-05-11 | 2017-12-13 | Optical Imaging System |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160057505A Division KR101901698B1 (en) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Optical Imaging System |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220018854A Division KR102494813B1 (en) | 2017-12-13 | 2022-02-14 | Optical Imaging System |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170141178A KR20170141178A (en) | 2017-12-22 |
KR102368759B1 true KR102368759B1 (en) | 2022-03-02 |
Family
ID=80815058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170171095A KR102368759B1 (en) | 2016-05-11 | 2017-12-13 | Optical Imaging System |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102368759B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102377185B1 (en) * | 2020-05-06 | 2022-03-22 | 삼성전기주식회사 | Optical Imaging System |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015065730A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | Apple Inc. | Small form factor telephoto camera |
US20150301309A1 (en) | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Shih-Han Chen | Optical imaging lens and electronic device comprising the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05241071A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Canon Inc | Projection optical system |
CA2498453A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Shaking correction function-mounted zoom lens |
TWI438470B (en) | 2011-07-22 | 2014-05-21 | Largan Precision Co Ltd | Optical lens assembly for image taking |
-
2017
- 2017-12-13 KR KR1020170171095A patent/KR102368759B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015065730A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | Apple Inc. | Small form factor telephoto camera |
US20150301309A1 (en) | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Shih-Han Chen | Optical imaging lens and electronic device comprising the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170141178A (en) | 2017-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102425756B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR101901698B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR101912280B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR101762007B1 (en) | Imaging Lens System | |
KR101823203B1 (en) | Imaging Lens System | |
KR101946262B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR101709838B1 (en) | Lens module | |
KR101740772B1 (en) | Lens module | |
KR101719877B1 (en) | Lens module | |
KR20180060137A (en) | Optical Imaging System | |
KR20180029815A (en) | Optical Imaging System | |
KR102629490B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102483092B1 (en) | Optical system | |
KR102482314B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102642916B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR101973455B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR20180073904A (en) | Optical Imaging System | |
KR101973436B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102368759B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102409698B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102609152B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102620514B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102597147B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102439485B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR102508830B1 (en) | Optical Imaging System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |