KR102368760B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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KR102368760B1
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Abstract

본 발명의 촬상 광학계는 물체 측면이 오목한 형상의 제1렌즈, 굴절력을 갖는 제2렌즈, 부의 굴절력을 가지는 물체 측면이 볼록한 형상의 제3렌즈, 굴절력을 갖는 제4렌즈, 굴절력을 갖는 제5렌즈, 굴절력을 갖는 제6렌즈를 포함하고, 화각이 120도 이상이다.

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}
본 발명은 100도 이상의 화각을 갖는 촬상 광학계에 관한 것이다.
소형 카메라는 무선 단말기에 장착된다. 예를 들어, 소형 카메라는 무선 단말기는 정면 및 배면에 각각 장착된다. 이러한 소형 카메라는 야외 풍경사진, 실내 인물사진 등 다양한 용도로 사용되므로, 일반 카메라에 뒤지지 않는 성능이 요구된다. 그러나 소형 카메라는 무선 단말기의 크기에 의해 장착 공간의 제약을 받으므로 고성능을 구현하기 어렵다. 따라서, 소형 카메라의 크기를 증가시키지 않으면서도 소형 카메라의 성능을 향상시킬 수 있는 촬상 광학계의 개발이 요구된다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다.
US 2017-0153419 A1 US 2017-0059821 A1 US 2016-0252709 A1
본 발명은 넓은 화각과 낮은 f number를 갖는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 촬상 광학계는 물체 측면이 오목한 형상의 제1렌즈, 굴절력을 갖는 제2렌즈, 부의 굴절력을 가지는 물체 측면이 볼록한 형상의 제3렌즈, 굴절력을 갖는 제4렌즈, 굴절력을 갖는 제5렌즈, 굴절력을 갖는 제6렌즈를 포함하고, 화각이 120도 이상이다.
본 발명은 100도 이상의 화각과 2.2 이하의 f number를 갖는 촬상 광학계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 7은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 9는 본 발명의 제5실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 11은 본 발명의 제6실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 12는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
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.
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.
아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TTL, IMGHT(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TTL은 렌즈의 광축중심에서의 거리이다. 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.
촬상 광학계는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되는 6매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함한다. 제1렌즈 내지 제6렌즈는 소정의 간격을 두고 배치된다. 예를 들어, 전방 렌즈의 상 측면과 후방 렌즈의 물체 측면 사이에는 소정의 간격이 형성될 수 있다.
제1렌즈는 굴절력을 가진다. 제1렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다. 제1렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈의 양면은 모두 비구면이다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 플라스틱 재질로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.
제1렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.6 미만이다. 제1렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 아베수는 50 이상이다.
제2렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
제2렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈의 양면은 비구면이다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2렌즈는 유리 재질로 제작될 수도 있다.
제2렌즈는 제1렌즈와 대체로 유사한 크기의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.6 미만이다. 제2렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 아베수는 50 이상이다.
제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.
제3렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈의 양면은 비구면이다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.
제3렌즈는 다른 렌즈들보다 큰 굴절률을 갖는다. 제3렌즈의 굴절률은 1.65 이상이다. 제3렌즈는 다른 렌즈들보다 낮은 아베수를 갖는다. 제3렌즈의 아베수는 20 미만이다.
제4렌즈는 굴절력을 가진다. 제4렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈의 양면은 비구면이다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.
제4렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.6 미만이다. 제4렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 아베수는 50 이상이다.
제5렌즈는 굴절력을 가진다. 제5렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈는 물체 측면 또는 상 측면이 오목한 형상이다. 그러나 제5렌즈의 형상이 전술된 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수도 있다. 제5렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈의 양면은 비구면이다. 제5렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈의 물체 측면 또는 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성된다.
제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.
제5렌즈는 제3렌즈보다 작은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.65 미만이다. 제5렌즈는 제3렌즈보다 큰 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 아베수는 20 이상이다.
제6렌즈는 굴절력을 가진다. 제6렌즈는 일면이 오목한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 양면에는 하나 이상의 변곡점이 형성된다. 제6렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제6렌즈의 양면은 비구면이다.
제6렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제6렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제6렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.
제6렌즈는 제3렌즈보다 작은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 굴절률은 1.65 미만이다. 제6렌즈는 제3렌즈보다 큰 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 아베수는 20 이상이다.
제1렌즈 내지 제6렌즈는 전술한 바와 같이 비구면 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제6렌즈의 적어도 일면은 비구면 형상일 수 있다. 여기서, 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112019120028850-pat00001
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.
촬상 광학계는 조리개를 더 포함한다. 조리개는 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 배치된다.
촬상 광학계는 필터를 더 포함한다. 필터는 제1렌즈 내지 제6렌즈를 통해 입사되는 입사광으로부터 일부 파장을 차단한다. 예를 들어, 필터는 입사광의 적외선 파장을 차단할 수 있다.
촬상 광학계는 이미지 센서를 더 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들에 의해 굴절된 빛이 결상될 수 있는 상면을 제공한다. 예를 들어, 이미지 센서의 표면은 상면을 형성할 수 있다. 이미지 센서는 고해상도를 구현하도록 구성될 수 있다.
촬상 광학계는 아래의 조건식 1 내지 8 중 하나 이상을 만족할 수 있다.
[조건식 1] 120°< FOV
[조건식 2] 0.1 < DS1S3/2IMGHT < 0.2
[조건식 3] 0.2 < L1S1E/2IMGHT < 2.0
[조건식 4] V3 < 20
[조건식 5] TTL/2IMGHT < 0.9
[조건식 6] F number < 2.2
[조건식 7] 0.8 < DL2/DL4 < 1.2
[조건식 8] L2S1E < L3S1E
상기 조건식에서 FOV는 촬상 광학계의 화각이고, DS1S3은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 제2렌즈의 물체 측면까지의 거리이고, 2IMGHT는 상면의 대각길이이고, L1S1E는 제1렌즈의 물체 측면의 유효 반지름이고, V3은 제3렌즈의 아베수이고, TTL은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, DL2는 제2렌즈의 광축 중심에서의 두께이고, DL4는 제4렌즈의 광축 중심에서의 두께이고, L2S1E는 제2렌즈의 물체 측면의 유효 반지름이고, L3S1E는 제3렌즈의 물체 측면의 유효 반지름이다.
촬상 광학계는 아래의 조건식 9 내지 10 중 하나 이상을 더 만족할 수 있다.
[조건식 9] 2.0 < TTL/f < 3.0
[조건식 10] 1.6 < SL/f < 2.2
상기 조건식에서 f는 촬상 광학계의 초점거리이고, SL은 조리개로부터 상면까지의 거리이다.
촬상 광학계는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 상면의 최고 높이에서 +30% 이상의 왜곡수차를 가지거나 또는 -30% 이하의 왜곡수차를 가질 수 있다.
촬상 광학계 및 제1렌즈 내지 제6렌즈는 소정 크기의 초점거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계의 초점거리(f)는 2.4 ~ 2.9 mm 범위에서 결정될 수 있고, 제1렌즈의 초점거리(f1)는 -10 ~ -3.5 mm 범위에서 결정되고, 제2렌즈의 초점거리(f2)는 2.0 ~ 2.5 mm 범위에서 결정되고, 제3렌즈의 초점거리(f3)는 -8.0 ~ -4.5 mm 범위에서 결정되고, 제4렌즈의 초점거리(f4)는 2.0 ~ 4.0 mm 범위에서 결정되고, 제5렌즈의 초점거리(f5)는 -20 mm 미만 또는 8 mm 이상의 범위에서 결정되고, 제6렌즈의 초점거리(f6)는 -4.0 ~ -1.2 mm 범위에서 결정될 수 있다.
제1렌즈 내지 제6렌즈는 빛을 굴절시키기 위한 유효 영역을 갖는다. 유효 영역의 지름 및 반지름은 렌즈마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈의 물체 측면의 유효 반지름은 제2렌즈의 물체 측면의 유효 반지름보다 클 수 있다.
다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
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), 제6렌즈(160)로 구성된다.
제1렌즈(110)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(120)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(150)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(150)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(160)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(160)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(160)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(160)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 물체 측면은 근축 영역에서 볼록하고 근축 영역의 주변에서 오목한 형상이고, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(110) 내지 제6렌즈(160) 중 제3렌즈(130)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(130)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(110) 내지 제6렌즈(160) 중 제3렌즈(130)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(130)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(100)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(180)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(100)는 필터(170)를 포함한다. 예를 들어, 필터(170)는 제6렌즈(160)와 상면(180) 사이에 배치된다. 필터(170)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(170)는 적외선이 상면(180)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(100)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(180)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(180)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 도 2에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 1은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 2는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(100)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 40%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -8.8875 0.4058 1.5459 56.11 1.5310 -4.6467
S2 3.6126 0.6457 0.9703
S3 제2렌즈 3.7477 1.0307 1.5459 56.11 0.7200 2.1361
S4 -1.5308 0.0300 0.9105
S5 제3렌즈 3.0558 0.2300 1.6795 19.25 1.0476 -6.6550
S6 1.7680 0.4652 1.2048
S7 제4렌즈 -11.5612 0.9728 1.5459 56.11 1.3477 3.4169
S8 -1.6555 0.0300 1.5561
S9 제5렌즈 9.6839 0.3900 1.6461 23.53 1.7820 -1003.7
S10 9.3906 0.5173 2.2966
S11 제6렌즈 4.6765 0.4600 1.6461 23.53 2.5295 -3.1383
S12 1.3598 0.2275 2.8657
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1979
S14 infinity 0.6260 3.2366
S15 상면 infinity 0.0350 3.6280
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -8.887 2.043 0.215 -0.174 0.152 -0.113 0.062 -0.024 0.006 -0.001 0.000
S2 3.613 11.760 0.191 1.144 -7.589 27.924 -63.726 92.239 -82.149 40.989 -8.804
S3 3.748 -3.104 -0.127 2.187 -19.857 112.497 -414.0 982.9 -1451.0 1209.3 -434.4
S4 -1.531 -1.784 -0.130 1.088 -5.678 17.437 -35.316 46.950 -39.413 18.937 -3.976
S5 3.056 -3.664 -0.349 1.336 -4.511 10.579 -17.293 19.155 -13.702 5.702 -1.046
S6 1.768 -1.634 -0.335 0.730 -1.408 1.988 -2.016 1.444 -0.709 0.219 -0.032
S7 -11.561 70.689 0.001 0.083 -0.299 0.584 -0.733 0.584 -0.283 0.076 -0.009
S8 -1.655 -0.586 0.119 -0.376 0.750 -0.960 0.780 -0.402 0.126 -0.022 0.002
S9 9.684 -74.916 0.128 -0.451 0.704 -0.748 0.530 -0.246 0.070 -0.011 0.001
S10 9.391 12.571 0.081 -0.237 0.227 -0.125 0.043 -0.010 0.001 0.000 0.000
S11 4.676 -27.074 -0.141 -0.062 0.093 -0.040 0.009 -0.001 0.000 0.000 0.000
S12 1.360 -0.821 -0.296 0.139 -0.051 0.014 -0.003 0.000 0.000 0.000 0.000
도 3을 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
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), 제6렌즈(260)로 구성된다.
제1렌즈(210)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(220)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(250)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(250)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(260)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(260)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(260)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 물체 측면은 근축 영역에서 볼록하고 근축 영역의 주변에서 오목한 형상이고, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(210) 내지 제6렌즈(260) 중 제3렌즈(230)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(230)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(210) 내지 제6렌즈(260) 중 제3렌즈(230)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(230)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(200)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(280)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(200)는 필터(270)를 포함한다. 예를 들어, 필터(270)는 제6렌즈(260)와 상면(280) 사이에 배치된다. 필터(270)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(270)는 적외선이 상면(280)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(200)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(280)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(280)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)는 도 4에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(200)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 40%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -10.3584 0.3632 1.5459 56.11 1.4793 -4.6608
S2 3.4195 0.6575 0.9590
S3 제2렌즈 4.1502 1.0377 1.5459 56.11 0.7100 2.1614
S4 -1.5052 0.0300 0.9105
S5 제3렌즈 4.2325 0.3500 1.6795 19.25 1.0522 -6.7094
S6 2.1214 0.4413 1.2516
S7 제4렌즈 -12.2048 0.9204 1.5459 56.11 1.3825 3.2703
S8 -1.6005 0.0423 1.5546
S9 제5렌즈 14.5143 0.3900 1.6461 23.53 1.7783 -80.8242
S10 11.2378 0.4819 2.3173
S11 제6렌즈 4.1654 0.4600 1.6461 23.53 2.5750 -3.1459
S12 1.3068 0.2308 2.8842
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1908
S14 infinity 0.6260 3.2291
S15 상면 infinity 0.0340 3.6280
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -10.358 11.815 0.242 -0.203 0.181 -0.136 0.076 -0.031 0.008 -0.001 0.000
S2 3.420 10.543 0.222 1.125 -7.742 29.032 -67.347 99.211 -90.082 45.930 -10.122
S3 4.150 -7.801 -0.134 2.268 -21.016 121.494 -457.3 1112.6 -1685.1 1442.0 -532.1
S4 -1.505 -1.392 -0.180 1.181 -5.663 16.973 -34.192 45.484 -38.272 18.441 -3.886
S5 4.232 0.011 -0.275 0.996 -3.235 7.171 -10.986 11.373 -7.634 3.011 -0.531
S6 2.121 -0.918 -0.210 0.307 -0.394 0.306 -0.092 -0.048 0.046 -0.009 -0.001
S7 -12.205 74.489 0.014 0.020 -0.117 0.252 -0.345 0.294 -0.149 0.041 -0.005
S8 -1.600 -0.917 0.178 -0.508 0.913 -1.101 0.868 -0.442 0.139 -0.024 0.002
S9 14.514 42.436 0.164 -0.527 0.811 -0.851 0.594 -0.271 0.076 -0.012 0.001
S10 11.238 -4.159 0.065 -0.186 0.179 -0.098 0.033 -0.007 0.001 0.000 0.000
S11 4.165 -4.973 -0.198 -0.025 0.095 -0.051 0.015 -0.003 0.000 0.000 0.000
S12 1.307 -0.808 -0.330 0.172 -0.071 0.022 -0.005 0.001 0.000 0.000 0.000
도 5를 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
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), 제6렌즈(360)로 구성된다.
제1렌즈(310)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(320)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(350)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(350)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(360)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(360)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(360)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 물체 측면은 근축 영역에서 볼록하고 근축 영역의 주변에서 오목한 형상이고, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(310) 내지 제6렌즈(360) 중 제3렌즈(330)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(330)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(310) 내지 제6렌즈(360) 중 제3렌즈(330)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(330)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(300)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(310)와 제2렌즈(320) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(380)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(300)는 필터(370)를 포함한다. 예를 들어, 필터(370)는 제6렌즈(360)와 상면(380) 사이에 배치된다. 필터(370)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(370)는 적외선이 상면(380)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(300)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(380)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(380)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)는 도 6에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 5는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 6은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(300)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 40%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -10.8748 0.4020 1.5459 56.11 1.5000 -4.7533
S2 3.4575 0.6318 0.9522
S3 제2렌즈 4.1567 1.0197 1.5459 56.11 0.7100 2.1709
S4 -1.5164 0.0300 0.9105
S5 제3렌즈 4.3983 0.3500 1.6795 19.25 1.0519 -6.7057
S6 2.1659 0.4057 1.2540
S7 제4렌즈 -11.5761 0.9608 1.5459 56.11 1.3486 3.4968
S8 -1.6883 0.0300 1.5424
S9 제5렌즈 9.0558 0.3900 1.6461 23.53 1.7665 67.5384
S10 11.2342 0.4906 2.2973
S11 제6렌즈 4.2457 0.4600 1.6461 23.53 2.5412 -3.1121
S12 1.3065 0.2344 2.8678
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1950
S14 infinity 0.6260 3.2336
S15 상면 infinity 0.0340 3.6280
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -10.875 13.631 0.215 -0.171 0.153 -0.117 0.067 -0.027 0.007 -0.001 0.000
S2 3.457 11.040 0.213 0.991 -7.012 27.091 -64.708 98.087 -91.582 48.006 -10.877
S3 4.157 -6.002 -0.151 2.603 -24.468 142.720 -538.5 1307.5 -1971.2 1676.8 -614.6
S4 -1.516 -1.475 -0.165 1.159 -5.950 18.813 -39.594 54.631 -47.411 23.447 -5.045
S5 4.398 3.691 -0.258 0.961 -3.448 8.543 -14.676 16.951 -12.531 5.342 -0.996
S6 2.166 -0.848 -0.207 0.333 -0.562 0.781 -0.887 0.773 -0.467 0.168 -0.027
S7 -11.576 71.242 0.023 -0.014 -0.034 0.120 -0.207 0.198 -0.106 0.030 -0.003
S8 -1.688 -0.739 0.126 -0.478 0.984 -1.266 1.031 -0.533 0.168 -0.029 0.002
S9 9.056 -67.782 0.129 -0.516 0.856 -0.929 0.662 -0.307 0.087 -0.014 0.001
S10 11.234 14.567 0.067 -0.220 0.224 -0.126 0.044 -0.010 0.001 0.000 0.000
S11 4.246 -7.904 -0.196 -0.017 0.083 -0.044 0.012 -0.002 0.000 0.000 0.000
S12 1.306 -0.807 -0.328 0.173 -0.072 0.022 -0.005 0.001 0.000 0.000 0.000
도 7을 참조하여 제4실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(400)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(400)는 제1렌즈(410), 제2렌즈(420), 제3렌즈(430), 제4렌즈(440), 제5렌즈(450), 제6렌즈(460)로 구성된다.
제1렌즈(410)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(420)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(430)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(450)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(450)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(450)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(460)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(460)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(460)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(460)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(410) 내지 제6렌즈(460) 중 제3렌즈(430)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(430)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(410) 내지 제6렌즈(460) 중 제3렌즈(430)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(430)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(400)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(410)와 제2렌즈(420) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(480)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(400)는 필터(470)를 포함한다. 예를 들어, 필터(470)는 제6렌즈(460)와 상면(480) 사이에 배치된다. 필터(470)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(470)는 적외선이 상면(480)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(400)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(480)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(480)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)는 도 8에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 7은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 8은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(400)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 35%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -10.2190 0.3023 1.5459 56.11 1.6009 -9.3164
S2 10.2529 0.9964 1.1917
S3 제2렌즈 4.7876 0.9230 1.5459 56.11 0.6500 2.3670
S4 -1.6517 0.0250 0.9683
S5 제3렌즈 3.6562 0.2354 1.6795 19.25 1.1196 -6.9649
S6 2.0090 0.6604 1.2588
S7 제4렌즈 -10.9207 0.9368 1.5459 56.11 1.5296 2.3581
S8 -1.1876 0.0250 1.7160
S9 제5렌즈 -14.3579 0.3700 1.6461 23.53 1.8320 35.8584
S10 -8.9541 0.1651 2.2345
S11 제6렌즈 -28.2390 0.3700 1.5459 56.11 2.4000 -1.9851
S12 1.1334 0.3582 2.8895
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1810
S14 infinity 0.6303 3.2215
S15 상면 infinity 0.0197 3.6281
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -10.219 -7.639 0.197 -0.138 0.125 -0.092 0.046 -0.013 0.001 0.000 0.000
S2 10.253 -58.492 0.269 -0.167 0.293 -0.457 0.665 -0.746 0.579 -0.263 0.049
S3 4.788 -20.272 -0.058 1.217 -16.992 132.848 -639.5 1913.8 -3469.6 3485.7 -1488.5
S4 -1.652 -1.450 -0.114 0.524 -2.236 5.259 -7.861 7.318 -4.076 1.223 -0.161
S5 3.656 3.113 -0.262 0.752 -2.274 4.781 -6.878 6.595 -4.024 1.413 -0.218
S6 2.009 -0.733 -0.224 0.370 -0.583 0.657 -0.478 0.195 -0.024 -0.010 0.003
S7 -10.921 47.379 0.001 -0.020 0.093 -0.156 0.147 -0.081 0.027 -0.005 0.000
S8 -1.188 -0.977 0.023 0.278 -0.621 0.728 -0.534 0.251 -0.073 0.012 -0.001
S9 -14.358 -28.748 -0.077 0.295 -0.481 0.389 -0.192 0.060 -0.011 0.001 0.000
S10 -8.954 12.111 0.267 -0.267 0.115 -0.018 -0.005 0.003 -0.001 0.000 0.000
S11 -28.239 90.226 0.281 -0.529 0.413 -0.189 0.055 -0.010 0.001 0.000 0.000
S12 1.133 -1.080 -0.249 0.089 -0.020 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
도 9를 참조하여 제5실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(500)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(500)는 제1렌즈(510), 제2렌즈(520), 제3렌즈(530), 제4렌즈(540), 제5렌즈(550), 제6렌즈(560)로 구성된다.
제1렌즈(510)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(520)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(550)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(550)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(550)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(560)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(560)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(560)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(560)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 물체 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이고, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(510) 내지 제6렌즈(560) 중 제3렌즈(530)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(530)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(510) 내지 제6렌즈(560) 중 제3렌즈(530)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(530)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(500)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(510)와 제2렌즈(520) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(580)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(500)는 필터(570)를 포함한다. 예를 들어, 필터(570)는 제6렌즈(560)와 상면(580) 사이에 배치된다. 필터(570)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(570)는 적외선이 상면(580)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(500)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(580)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(580)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)는 도 10에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 9는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 10은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(500)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 35%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -5.3138 0.3807 1.5459 56.11 1.6200 -7.7864
S2 21.9015 0.9067 1.1470
S3 제2렌즈 5.4013 0.9575 1.5459 56.11 0.6500 2.3471
S4 -1.5768 0.0200 0.9918
S5 제3렌즈 3.4999 0.2300 1.6795 19.25 1.1468 -6.8107
S6 1.9398 0.6000 1.3222
S7 제4렌즈 -17.9929 1.0011 1.5459 56.11 1.7145 2.8918
S8 -1.4813 0.0200 1.9006
S9 제5렌즈 23.3757 0.3995 1.6461 23.53 2.0300 8.2036
S10 -6.8086 0.3214 2.1949
S11 제6렌즈 -4.6119 0.3600 1.6461 23.53 2.3000 -1.7794
S12 1.5783 0.2332 2.8683
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1722
S14 infinity 0.6250 3.2133
S15 상면 infinity 0.0250 3.6280
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -5.314 -8.177 0.184 -0.097 0.035 0.017 -0.034 0.023 -0.008 0.001 0.000
S2 21.902 -99.000 0.247 0.009 -0.272 0.565 -0.314 -0.456 0.894 -0.573 0.129
S3 5.401 -18.227 -0.023 -0.093 2.718 -28.731 154.1 -483.0 887.5 -885.9 369.7
S4 -1.577 -1.885 0.001 -0.095 -0.467 1.886 -2.784 0.887 1.888 -2.038 0.598
S5 3.500 2.507 -0.178 0.308 -1.010 2.298 -3.163 2.464 -0.982 0.135 0.011
S6 1.940 -0.856 -0.249 0.485 -1.091 1.904 -2.247 1.696 -0.781 0.199 -0.022
S7 -17.993 92.137 -0.005 0.046 -0.052 0.021 0.008 -0.011 0.005 -0.001 0.000
S8 -1.481 -0.964 0.032 0.152 -0.318 0.331 -0.212 0.086 -0.021 0.003 0.000
S9 23.376 35.597 0.011 0.125 -0.286 0.262 -0.143 0.048 -0.010 0.001 0.000
S10 -6.809 7.251 0.161 -0.125 -0.015 0.057 -0.033 0.010 -0.002 0.000 0.000
S11 -4.612 -8.664 0.078 -0.241 0.163 -0.049 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000
S12 1.578 -1.015 -0.197 0.064 -0.008 -0.002 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000
도 11을 참조하여 제6실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(600)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(600)는 제1렌즈(610), 제2렌즈(620), 제3렌즈(630), 제4렌즈(640), 제5렌즈(650), 제6렌즈(660)로 구성된다.
제1렌즈(610)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(620)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(630)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(640)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(650)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(650)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(660)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(660)는 변곡점을 갖는 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(660)의 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(660)는 일면에 오목 및 볼록 형상이 모두 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 물체 측면은 근축 영역에서 볼록하고 근축 영역의 주변에서 오목한 형상이고, 제6렌즈의 상 측면은 근축 영역에서 오목하고 근축 영역의 주변에서 볼록한 형상이다.
제1렌즈(610) 내지 제6렌즈(660) 중 제3렌즈(630)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(630)는 1.65 이상의 굴절률을 가지나, 나머지 렌즈는 1.65 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
제1렌즈(610) 내지 제6렌즈(660) 중 제3렌즈(630)는 가장 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈(630)는 20 미만의 아베수를 가지나, 나머지 렌즈는 20 이상의 아베수를 가질 수 있다.
촬상 광학계(600)는 조리개(ST)를 포함한다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제1렌즈(610)와 제2렌즈(620) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 상면(680)으로 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
촬상 광학계(600)는 필터(670)를 포함한다. 예를 들어, 필터(670)는 제6렌즈(660)와 상면(680) 사이에 배치된다. 필터(670)는 특정 파장의 빛이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 필터(670)는 적외선이 상면(680)으로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
촬상 광학계(600)는 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 렌즈들을 통해 굴절된 빛이 결상되는 상면(680)을 제공한다. 이미지 센서는 상면(680)에 맺힌 광신호를 전기신호로 변환한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)는 도 11에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 아래의 표 11은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 12는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)의 비구면 특성을 나타낸 것이다.
촬상 광학계(600)는 상면의 최고 높이에서 상당한 크기의 왜곡수차를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)는 상면의 최고 높이에서 대략 - 35%의 왜곡수차를 가질 수 있다.
면번호 비고 곡률반지름 두께거리 굴절률 아베수 유효반지름 초점거리
S1 제1렌즈 -5.6645 0.3625 1.5459 56.11 1.6200 -7.4130
S2 14.5459 0.9343 1.1394
S3 제2렌즈 4.3848 0.8820 1.5459 56.11 0.6500 2.2696
S4 -1.6066 0.0307 0.9315
S5 제3렌즈 4.3362 0.2351 1.6795 19.25 1.0436 -6.6652
S6 2.1666 0.6000 1.1690
S7 제4렌즈 -10.7495 1.0885 1.5459 56.11 1.4195 2.2251
S8 -1.1315 0.0558 1.7065
S9 제5렌즈 -21.4222 0.3500 1.6461 23.53 1.8572 -21.5767
S10 40.1732 0.2254 2.4077
S11 제6렌즈 12.5173 0.3500 1.5712 37.36 2.5272 -2.2066
S12 1.1334 0.3005 2.8831
S13 필터 infinity 0.1100 1.5183 64.17 3.1989
S14 infinity 0.6250 3.2383
S15 상면 infinity 0.0250 3.6292
면번호 R K A B C D E F G H J
S1 -5.664 -6.817 0.197 -0.122 0.072 -0.020 -0.009 0.012 -0.005 0.001 0.000
S2 14.546 -99.000 0.275 -0.129 0.303 -0.996 2.474 -3.627 3.094 -1.412 0.262
S3 4.385 -13.513 -0.007 0.063 -0.905 3.915 -11.140 22.579 -42.015 62.423 -43.822
S4 -1.607 -1.546 -0.043 0.333 -2.652 9.223 -19.937 27.635 -24.138 12.124 -2.691
S5 4.336 1.843 -0.201 0.644 -2.584 6.676 -11.394 12.720 -8.924 3.567 -0.619
S6 2.167 -0.834 -0.234 0.508 -1.175 1.999 -2.390 1.948 -1.025 0.314 -0.042
S7 -10.750 54.243 -0.038 0.057 -0.007 -0.067 0.106 -0.080 0.034 -0.007 0.001
S8 -1.132 -1.043 0.070 0.116 -0.258 0.229 -0.109 0.029 -0.004 0.000 0.000
S9 -21.422 62.653 0.007 0.221 -0.448 0.398 -0.218 0.079 -0.018 0.002 0.000
S10 40.173 85.631 0.260 -0.264 0.107 -0.010 -0.008 0.004 -0.001 0.000 0.000
S11 12.517 -75.714 0.199 -0.487 0.422 -0.197 0.056 -0.010 0.001 0.000 0.000
S12 1.133 -1.059 -0.268 0.078 -0.003 -0.006 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000
표 13 및 표 14은 제1실시 예 내지 제6실시 예에 따른 촬상 광학계의 광학특성 값과 조건식 값을 나타낸다.
비고 제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예 제5실시예 제6실시예
f number 2.2000 2.2411 2.2269 2.4518 2.4025 2.4393
TTL 6.1760 6.1750 6.1750 6.1276 6.1900 6.1750
SL 5.1245 5.8118 5.1412 4.8288 4.9026 4.8780
IMGHT 3.6280 3.6280 3.6280 3.6280 3.6280 3.6280
FOV 128.40 128.40 128.45 120.56 127.48 123.39
f 2.677 2.677 2.677 2.800 2.680 2.690
f1 -4.647 -4.661 -4.753 -9.316 -7.786 -7.413
f2 2.136 2.161 2.171 2.367 2.347 2.270
f3 -6.655 -6.709 -6.706 -6.965 -6.811 -6.665
f4 3.417 3.270 3.497 2.358 2.892 2.225
f5 -1003.7 -80.824 67.538 35.858 8.204 -21.577
f6 -3.138 -3.146 -3.112 -1.985 -1.779 -2.207
조건식 제실시예 제실시예 제실시예 제실시예 제실시예 제실시예
DS1S3/2IMGHT 0.144920 0.140660 0.142479 0.178985 0.177432 0.178728
L1S1E/2IMGHT 0.211001 0.203878 0.206726 0.220633 0.223264 0.223264
TTL/2IMGHT 0.851158 0.851020 0.851020 0.844481 0.853087 0.851020
DL2/DL4 1.059518 1.127371 1.061361 0.985295 0.956423 0.810302
TTL/f 2.307060 2.306687 2.306687 2.188413 2.309701 2.295539
SL/f 1.914251 2.171022 1.920498 1.724586 1.829312 1.813383
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.
100 촬상 광학계
110 제1렌즈
120 제2렌즈
130 제3렌즈
140 제4렌즈
150 제5렌즈
160 제6렌즈
170 필터
180 (이미지 센서의) 상면

Claims (16)

  1. 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함하고,
    화각이 120도 이상이고,
    상면의 최고 높이에서의 왜곡수차가 +30% 이상이거나 -30% 이하이고,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    TTL/2IMGHT < 0.9
    (상기 조건식에서 TTL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 상면까지의 거리이고, 2IMGHT는 상기 상면의 대각길이이다)
  2. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    0.1 < DS1S3/2IMGHT < 0.2
    (상기 조건식에서 DS1S3은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 제2렌즈의 물체 측면까지의 거리이다)
  3. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    0.2 < L1S1E/2IMGHT < 2.0
    (상기 조건식에서 L1S1E은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 유효 반지름이다)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3렌즈의 아베수는 20 미만인 촬상 광학계.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    F number가 2.2 이하인 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    0.8 < DL2/DL4 < 1.2
    (상기 조건식에서 DL2는 상기 제2렌즈의 광축 중심에서의 두께이고, DL4는 상기 제4렌즈의 광축 중심에서의 두께이다)
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3렌즈의 물체 측면의 유효 반지름은 상기 제2렌즈의 물체 측면의 유효 반지름보다 큰 촬상 광학계.
  10. 물체 측면으로부터 순차적으로 배치되는 물체 측면이 오목한 형상의 제1렌즈, 제2렌즈, 부의 굴절력을 가지는 물체 측면이 볼록한 형상의 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함하고,
    화각이 120도 이상이고,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    TTL/2IMGHT < 0.9
    (상기 조건식에서 TTL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, 2IMGHT는 상기 상면의 대각길이이다)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 물체 측면 및 상 측면 중 일면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
  15. 제10항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    0.1 < DS1S3/2IMGHT < 0.2
    (상기 조건식에서 DS1S3은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 제2렌즈의 물체 측면까지의 거리이다)
  16. 제10항에 있어서,
    상면의 최고 높이에서의 왜곡수차가 +30% 이상이거나 -30% 이하인 촬상 광학계.
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