KR102386589B1 - Wide angle mobile optical system for high density pixel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형 모바일 광학계를 제공한다. 본 발명에 따른 모바일 광학계는, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈; 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈; 부의 굴절력을 가지는 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈는 물체측에서부터 상측으로 순서대로 배열되고, 조건식 0.7 < BFL/EPD < 1.2 (BFL: 제6 렌즈(L6)의 제2 면(상측 면)에서 센서면 까지의 광축상 거리(mm), EPD: 입사동(유효개구)의 직경(Entrance Pupil Diameter)(mm))을 만족할 수 있다.
본 발명에 따르면, 120도 정도의 광각을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 20 메가 이상의 고화소 이미지센서에 대응하는 고해상도를 구현하는 소형 모바일 광학계를 제공할 수 있다.The present invention provides a compact mobile optical system. Mobile optical system according to the present invention, a first lens having a negative refractive power; a second lens having positive refractive power; a third lens having positive refractive power; a fourth lens having a negative refractive power; a fifth lens having positive refractive power; a sixth lens having negative refractive power, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens are sequentially arranged from the object side to the image side, and the conditional expression 0.7 < BFL /EPD < 1.2 (BFL: Distance on the optical axis from the second surface (image side) of the sixth lens (L6) to the sensor surface (mm), EPD: Entrance Pupil Diameter (mm) )) can be satisfied.
According to the present invention, it is possible to provide a small mobile optical system that not only secures a wide angle of about 120 degrees, but also implements a high resolution corresponding to a high-pixel image sensor of 20 mega or more.
Description
본 발명은 스마트폰 등의 모바일 기기에 탑재되는 고화소 광학계에 관한 것으로서, 구체적으로는 고화소 이미지센서에 적합한 높은 해상력과 광각을 구현할 수 있는 모바일 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to a high-pixel optical system mounted on a mobile device such as a smartphone, and more particularly, to a mobile optical system capable of realizing high resolution and a wide angle suitable for a high-pixel image sensor.
최근 휴대용 스마트기기 뿐만 아니라 자동차, 드론(drone) 등의 운행기기에도 카메라가 기본 사양으로 장착됨에 따라 소형 모바일 광학계의 수요가 급증하고 있고 기술적 요구사항도 갈수록 다양화되고 있다.Recently, as a camera is installed as a basic specification not only in portable smart devices but also in driving devices such as automobiles and drones, the demand for small mobile optical systems is rapidly increasing, and the technical requirements are also diversifying.
광학계의 기술적 요구사항은 일반적으로 해상도, 크기, 화각 등으로 구분될 수 있으며, 종래에는 고해상도, 소형화에 대한 요구가 큰 비중을 차지하였으나 최근에는 광각에 대한 요구도 점차 커지고 있다.The technical requirements of the optical system can be generally divided into resolution, size, angle of view, etc. In the past, the demand for high resolution and miniaturization occupied a large proportion, but recently, the demand for a wide angle is also gradually increasing.
그런데 광학계는 화각이 클수록 수차 보정이 어려워서 고해상도를 구현하기 어렵고, 광각을 구현하려면 적절한 수차 보정을 위하여 렌즈 매수를 늘려야 하고 렌즈 매수가 늘어나면 소형화가 어렵기 때문에 모든 기술적 요구사항을 완벽하게 충족하는 광학계를 설계하는 것은 매우 어려운 것이 현실이다.However, as the optical system becomes more difficult to correct aberration as the angle of view increases, it is difficult to realize high resolution. To realize a wide angle, the number of lenses must be increased for proper aberration correction. The reality is that it is very difficult to design.
특히 최근 들어 스마트 기기에 20메가 이상의 고화소 이미지센서를 장착하는 경우가 늘어남에 따라 렌즈 매수를 최소화하여 전장을 줄이면서도 고화소 이미지센서에 대응하여 고해상도와 광각을 구현할 수 있는 최적의 광학계를 개발할 필요가 있다.In particular, as more and more high-pixel image sensors of 20 mega or more are installed in smart devices in recent years, it is necessary to develop an optimal optical system that can realize high-resolution and wide-angle in response to high-pixel image sensors while reducing the overall length by minimizing the number of lenses. .
본 발명은 이러한 배경에서 고안된 것으로서, 광각을 확보하면서도 고화소 이미지센서에 대응하는 고해상도를 구현할 수 있고 광학 전장을 최소화할 수 있는 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised against this background, and an object of the present invention is to provide an optical system capable of realizing a high resolution corresponding to a high-pixel image sensor while securing a wide angle and minimizing an optical electric field.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈; 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈; 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈; 부의 굴절력을 가지는 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈는 물체측에서부터 상측으로 순서대로 배열되고, 조건식 0.7 < BFL/EPD < 1.2 (BFL: 제6 렌즈(L6)의 제2 면(상측 면)에서 센서면 까지의 광축상 거리(mm), EPD: 입사동(유효개구)의 직경(Entrance Pupil Diameter) (mm))을 만족하는 광학계를 제공한다.In order to achieve this object, an aspect of the present invention, a first lens having a negative refractive power; a second lens having positive refractive power; a third lens having positive refractive power; a fourth lens having a negative refractive power; a fifth lens having positive refractive power; a sixth lens having negative refractive power, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens are sequentially arranged from the object side to the image side, and the conditional expression 0.7 < BFL /EPD < 1.2 (BFL: Distance on the optical axis from the second surface (image side) of the sixth lens (L6) to the sensor surface (mm), EPD: Entrance Pupil Diameter (mm) )) to provide an optical system that satisfies
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 0.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.8 (S11: 제1 렌즈의 제1 면의 SAG값(mm), S12: 제1 렌즈의 제2 면의 SAG값, S21: 제2 렌즈의 제1 면의 SAG값. S22: 제2 렌즈의 제2 면의 SAG값)을 만족하는 광학계를 제공한다.In addition, in the optical system according to an aspect of the present invention, conditional expression 0.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.8 (S11: SAG value of the first surface of the first lens (mm), S12: of the first lens An optical system that satisfies the SAG value of the second surface, S21: the SAG value of the first surface of the second lens, S22: the SAG value of the second surface of the second lens).
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 |V4-V1| < 5.0 (V4: 제4 렌즈의 아베 수, V1: 제1 렌즈의 아베 수)를 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to an aspect of the present invention, the conditional expression |V4-V1| <5.0 (V4: Abbe's number of the fourth lens, V1: Abbe's number of the first lens) may be satisfied.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 15 < ET56 / CT56 < 35 (ET56: 제5 렌즈의 제2 면의 유효경 끝단과 제6 렌즈의 제1 면의 유효경 끝단 간의 광축 방향의 직선거리(mm), CT56: 제5 렌즈와 제6 렌즈 사이의 광축상 거리(mm))을 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to an aspect of the present invention, the conditional expression 15 < ET56 / CT56 < 35 (ET56: a straight line distance in the optical axis direction between the end of the effective mirror of the second surface of the fifth lens and the end of the effective mirror of the first surface of the sixth lens ( mm), CT56: the on-axis distance (mm) between the fifth lens and the sixth lens may be satisfied.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 사이에 조리개가 배치되고, 조건식 0.5 < Td_BS / f < 0.8 (Td_BS: 제1 렌즈의 제1 면에서 조리개까지의 광축상 거리(mm). f: 광학계 전체의 초점 거리(mm))을 만족할 수 있다.In addition, in the optical system according to an aspect of the present invention, an iris is disposed between the second lens and the third lens, and the conditional expression 0.5 < Td_BS / f < 0.8 (Td_BS: from the first surface of the first lens to the diaphragm The distance on the optical axis (mm) f: the focal length (mm) of the entire optical system can be satisfied.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 3.4 < FOV / AOI < 4.2 (FOV: 화각(°), AOI: 최외곽 필드에서 주광선의 센서 입사각(CRA) (°))을 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to an aspect of the present invention may satisfy the conditional expression 3.4 < FOV / AOI < 4.2 (FOV: angle of view (°), AOI: sensor incidence angle (CRA) (°) of chief ray of the outermost field)).
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 1.0 < |f4 / f| < 3.0 및 1.0 < f / f5 < 3.0 (f: 광학계 전체의 초점거리(mm), f4: 제4 렌즈(L4)의 초점거리(mm), f5: 제5 렌즈(L5)의 초점거리(mm))을 모두 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to an aspect of the present invention, the conditional expression 1.0 < |f4 / f| < 3.0 and 1.0 < f / f5 < 3.0 (f: focal length of the entire optical system (mm), f4: focal length of the fourth lens (L4) (mm), f5: focal length of the fifth lens (L5) (mm) )) can be satisfied.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계는, 조건식 0.6 < TTL / 2Y < 1.2 (TTL: 광학계의 전장(mm), 2Y: 이미지센서의 대각 길이(mm))을 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to an aspect of the present invention may satisfy the conditional expression 0.6 < TTL / 2Y < 1.2 (TTL: the total length of the optical system (mm), 2Y: the diagonal length of the image sensor (mm)).
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계에서, 상기 1 렌즈의 물체측면은 물체측으로 볼록하고 상측면은 물체측으로 오목한 면을 포함하고, 상기 제2 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며, 상기 제3 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며, 상기 제4 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며, 상기 제5 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며, 상기 제6 렌즈의 물체측면은 근축 영역에서 물체측으로 볼록하고 상측면은 물체측으로 오목하며, 상기 제6 렌즈의 물체측면 또는 상측면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성될 수 있다.Further, in the optical system according to an aspect of the present invention, the object-side surface of the first lens is convex toward the object side and the image-side surface includes a concave surface toward the object side, and the object-side surface of the second lens is concave toward the image side and the image side surface is concave toward the image side convex, the object side surface of the third lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side, the object side surface of the fourth lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side, and the object side surface of the fifth lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side, the object side surface of the sixth lens is convex toward the object side in the paraxial region and the image side surface is concave toward the object side, and the object side surface or the image side surface of the sixth lens has at least one An inflection point may be formed.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 광학계에서, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.Also, in the optical system according to an aspect of the present invention, each of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens may include at least one aspherical surface.
본 발명에 따르면, 120도 정도의 광각을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 20 메가 이상의 고화소 이미지센서에 대응하는 고해상도를 구현하는 소형 모바일 광학계를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a small mobile optical system that not only secures a wide angle of about 120 degrees, but also implements a high resolution corresponding to a high-pixel image sensor of 20 mega or more.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도
도 2b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도
도 3b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도
도 4는 SAG 및 ET56을 나타낸 참고도1A is a block diagram of an optical system according to a first embodiment of the present invention;
1B is an aberration diagram of an optical system according to a first embodiment of the present invention;
2A is a block diagram of an optical system according to a second embodiment of the present invention;
2B is an aberration diagram of an optical system according to a second embodiment of the present invention;
3A is a block diagram of an optical system according to a third embodiment of the present invention;
3B is an aberration diagram of an optical system according to a third embodiment of the present invention;
4 is a reference diagram showing SAG and ET56
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
본 발명의 실시예에 따른 광학계는 도 1a, 도 2a, 및 도 3a에 나타낸 바와 같이, 물체측에서부터 상측으로 순서대로 배열된 제1 렌즈(L1) 내지 제6 렌즈(L6)를 포함한다.An optical system according to an embodiment of the present invention includes first to sixth lenses L1 to L6 sequentially arranged from the object side to the image side, as shown in FIGS. 1A, 2A, and 3A .
구체적으로 살펴보면, 제1 렌즈(L1)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측면은 물체측으로 볼록하고, 상측면은 물체측으로 오목한 면을 포함할 수 있다.Specifically, the first lens L1 may include a negative refractive power, an object-side surface that is convex toward the object, and an image-side surface that is concave toward the object.
제2 렌즈(L2)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록한 렌즈일 수 있다.The second lens L2 may have a positive refractive power, and may be a lens having an object-side surface concave toward the image side and an image-side surface convex toward the image side.
제3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록한 렌즈일 있다.The third lens L3 may be a lens having positive refractive power, an object-side surface concave toward the image side, and an image-side surface convex toward the image side.
제4 렌즈(L4)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록한 렌즈일 수 있다.The fourth lens L4 may have a negative refractive power, and may be a lens in which the object side surface is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side.
제5 렌즈(L5)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측면은 상측으로 오목하고, 상측면은 상측으로 볼록한 렌즈일 수 있다.The fifth lens L5 may be a lens having positive refractive power, an object-side surface concave toward the image side, and an image-side surface convex toward the image side.
제6 렌즈(L6)는 부의 굴절력을 가지며, 근축 영역에서 물체측면은 물체측으로 볼록하고 상측면은 물체측으로 오목할 수 있다. 또한 제6 렌즈(L6)의 물체측면 또는 상측면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성될 수 있다.The sixth lens L6 has negative refractive power, and in the paraxial region, the object side surface may be convex toward the object side and the image side surface may be concave toward the object side. In addition, at least one inflection point may be formed on the object side surface or the image side surface of the sixth lens L6 .
한편 제1 내지 제6 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5, L6)의 양면은 모두 비구면인 것이 바람직하다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 제1 내지 제6 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5, L6)의 각 렌즈면 중에서 적어도 하나는 구면일 수도 있다.Meanwhile, it is preferable that both surfaces of the first to sixth lenses L1, L2, L3, L4, L5, and L6 are aspherical. However, since the present invention is not necessarily limited thereto, at least one of the lens surfaces of the first to sixth lenses L1 , L2 , L3 , L4 , L5 and L6 may be a spherical surface.
조리개(STOP)는 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 제6렌즈(L6)와 이미지센서의 사이에는 렌즈필터(LF) 등이 배치될 수 있다.The stop STOP may be disposed between the second lens L2 and the third lens L3. Also, a lens filter LF or the like may be disposed between the sixth lens L6 and the image sensor.
한편 본 발명의 실시예에 따른 광학계는 120도 정도의 광각을 구현하는 한편 20M 이상의 고화소 이미지센서에 대응하는 고해상도를 구현하기 위하여 다음의 조건식 1 내지 9를 만족하도록 설계되는 것이 바람직하다.On the other hand, the optical system according to an embodiment of the present invention is preferably designed to satisfy the following conditional expressions 1 to 9 in order to realize a wide angle of about 120 degrees and a high resolution corresponding to a high-pixel image sensor of 20M or more.
<조건식 1><Condition 1>
0.7 < BFL/EPD < 1.20.7 < BFL/EPD < 1.2
BFL: 제6 렌즈(L6)의 제2 면(상측 면)에서 센서면 까지의 광축상 거리(mm)BFL: Distance on the optical axis from the second surface (image side) of the sixth lens (L6) to the sensor surface (mm)
EPD: 입사동(유효개구)의 직경(Entrance Pupil Diameter)(mm)EPD: Entrance Pupil Diameter (mm)
위 조건식 1에서, BFL/EPD 값이 상한을 초과하면 광각이면서 밝은 렌즈를 구성하기가 어려워지고, 하한보다 작으면 공차에 대한 민감도가 증가하여 높은 수율을 확보하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.In Condition 1 above, when the BFL/EPD value exceeds the upper limit, it is difficult to construct a wide-angle and bright lens.
<조건식 2><Condition 2>
0.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.80.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.8
S11: 제1 렌즈(L1)의 제1 면(물체측 면)의 SAG값.S11: SAG value of the first surface (object-side surface) of the first lens L1.
S12: 제1 렌즈(L1)의 제2 면(상측 면)의 SAG값.S12: SAG value of the second surface (image-side surface) of the first lens L1.
S21: 제2 렌즈(L2)의 제1 면(물체측면)의 SAG값.S21: SAG value of the first surface (object-side surface) of the second lens L2.
S22: 제2 렌즈(L2)의 제2 면(상측 면)의 SAG값.S22: SAG value of the second surface (image-side surface) of the second lens L2.
(SAG 값은, 도 4에 예시한 바와 같이, 해당 렌즈면의 중심 정점과 유효경 끝단 간의 광축 방향의 직선거리(mm)를 의미함)(The SAG value means the linear distance (mm) in the optical axis direction between the central vertex of the corresponding lens surface and the end of the effective mirror, as illustrated in FIG. 4 )
위 조건식 2에서, (S21/S22)/(S11/S12) 값이 상한을 초과하면 렌즈의 중심두께 공간을 확보하기가 어려워 제작하기 어려워지고, 하한보다 작으면 넓은 시야각을 확보하기가 어려워진다.In the above condition 2, if the (S21/S22)/(S11/S12) value exceeds the upper limit, it is difficult to secure a space in the center thickness of the lens, making it difficult to manufacture, and if it is smaller than the lower limit, it becomes difficult to secure a wide viewing angle.
<조건식 3><Condition 3>
0.5 < Td_BS / f < 0.80.5 < Td_BS / f < 0.8
Td_BS: 제1 렌즈(L1)의 제1 면(물체측 면)에서 조리개까지의 광축상 거리(mm).Td_BS: Distance (mm) on the optical axis from the first surface (object-side surface) of the first lens L1 to the diaphragm.
f: 광학계 전체의 초점 거리(mm).f: Focal length of the entire optical system (mm).
위 조건식 3에서, Td_BS/f 값이 상한을 초과하면 광학계 전체의 밸런스가 적절하지 않아 성능확보가 어려워지고, 하한보다 작으면 현재 렌즈의 파워 구성을 유지하면서 성능확보를 하기가 어려워진다In the above condition 3, if the Td_BS/f value exceeds the upper limit, it becomes difficult to secure performance because the balance of the entire optical system is not appropriate. If it is less than the lower limit, it becomes difficult to secure performance while maintaining the current lens power configuration.
<조건식 4><Condition 4>
0.6 < TTL / 2Y < 1.20.6 < TTL / 2Y < 1.2
TTL: 광학계의 전장(mm).TTL: The overall length of the optical system (mm).
2Y: 이미지센서의 대각 길이(mm).2Y: The diagonal length of the image sensor (mm).
위 조건식 4에서, TTL/2Y 값이 상한을 초과하면 전장이 너무 길어져서 모바일용 센서에 사용하기에 적합하지 않으며, 하한보다 작으면 높은 성능을 구현하기가 어려워진다.In the above condition 4, if the TTL/2Y value exceeds the upper limit, the electric length becomes too long and is not suitable for use in a mobile sensor, and if it is smaller than the lower limit, it becomes difficult to implement high performance.
<조건식 5><Conditional Expression 5>
3.4 < FOV / AOI < 4.23.4 < FOV / AOI < 4.2
FOV: 화각(°)FOV: Angle of View (°)
AOI: 최외곽 필드(Full field)에서 주광선의 센서 입사각(CRA, Chief Ray Angle) (°)AOI: Sensor Chief Ray Angle (CRA) (°) of chief ray in full field
위 조건식 5에서, FOV/AOI 값이 상한을 초과하면 해당 광학계는 모바일용 렌즈에 일반적으로 사용되는 센서를 사용하기에 적합하지 않으며, 하한보다 작으면 넓은 시야각을 확보하기가 어려워진다.In condition 5 above, if the FOV/AOI value exceeds the upper limit, the corresponding optical system is not suitable for using a sensor generally used for a mobile lens, and if it is smaller than the lower limit, it becomes difficult to secure a wide viewing angle.
<조건식 6><Conditional Expression 6>
1.0 < f / f5 < 3.01.0 < f / f5 < 3.0
f: 광학계 전체의 초점거리(mm).f: Focal length of the entire optical system (mm).
f5: 제5 렌즈(L5)의 초점거리(mm).f5: Focal length (mm) of the fifth lens (L5).
위 조건식 6에서, f/f5 값이 상한을 초과하면 광학계의 전장을 짧게 구성하기가 어려워져서 모바일용 렌즈에 적합하지 않게 되며, 하한보다 작으면 렌즈의 굴절력이 부족하여 고성능 확보가 어려워진다.In the above condition 6, if the f/f5 value exceeds the upper limit, it is difficult to configure the overall length of the optical system to be short, making it unsuitable for a mobile lens.
<조건식 7><Conditional Expression 7>
|V4-V1| < 5.0|V4-V1| < 5.0
V4: 제4 렌즈(L4)의 아베 수V4: Abbe number of fourth lens L4
V1: 제1 렌즈(L1)의 아베 수V1: Abbe number of the first lens L1
위 조건식 7에서, |V4-V1| 값이 해당 범위를 초과하게 되면, 본 발명의 실시예에 따른 광학계 구성에서 굴절력의 밸런스가 적절하지 않아 성능확보가 어려워진다.In condition 7 above, |V4-V1| When the value exceeds the corresponding range, the balance of refractive power in the optical system configuration according to the embodiment of the present invention is not appropriate, so that it is difficult to secure performance.
<조건식 8><Conditional Expression 8>
15 < ET56 / CT56 < 3515 < ET56 / CT56 < 35
ET56: 제5 렌즈(L5)의 제2 면(상측면)의 유효경 끝단과 제6 렌즈(L6)의 제1 면(물체측면)의 유효경 끝단 간의 광축방향의 직선거리(mm). (도 4 참조)ET56: A linear distance (mm) in the optical axis direction between the end of the effective mirror of the second surface (image side) of the fifth lens L5 and the end of the effective mirror of the first surface (object side) of the sixth lens L6. (See Fig. 4)
CT56: 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6) 사이의 광축상 거리(mm).CT56: On-axis distance (mm) between the fifth lens L5 and the sixth lens L6.
위 조건식 8에서, ET56/CT56 값이 상한을 초과하면 광학계 구성을 위한 공간 확보가 어려워지고, 하한보다 작으면 CRA를 만족하기 위한 굴절각을 확보하기 어려워진다.In the above condition 8, if the ET56/CT56 value exceeds the upper limit, it becomes difficult to secure a space for configuring the optical system, and if it is smaller than the lower limit, it becomes difficult to secure a refraction angle to satisfy the CRA.
<조건식 9><Conditional Expression 9>
1.0 < |f4 / f| < 3.01.0 < |f4 / f| < 3.0
f4: 제4 렌즈(L4)의 초점거리(mm).f4: Focal length (mm) of the fourth lens (L4).
f: 광학계 전체의 초점거리(mm).f: Focal length of the entire optical system (mm).
위 조건식 9에서, |f4/f| 값이 상한을 초과하면 렌즈의 굴절력이 부족하여 고성능 확보가 어려워지고, 하한보다 작으면 광학계의 전장을 짧게 구성하기 어려워져서 모바일용 렌즈에 적합하지 않은 문제가 발생한다.In condition 9 above, |f4/f| If the value exceeds the upper limit, it becomes difficult to secure high performance due to insufficient refractive power of the lens.
아래의 표 1은 전술한 조건식 1 내지 조건식 9를 모두 만족하는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 광학계의 구체적인 설계 스펙을 예시한 것이다.Table 1 below exemplifies specific design specifications of the optical system according to the first to third embodiments satisfying all of the aforementioned Conditional Expressions 1 to 9.
[표 1] [Table 1]
표 1의 값을 산출하는데 제공된 각 실시예 별 데이터는 다음과 같으며, 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예의 광학계 구성은 각각 도 1a, 도 2a, 도 3a에 도시된 바와 같다. The data for each example provided to calculate the values in Table 1 are as follows, and the optical system configuration of the first, second, and third examples is as shown in FIGS. 1A, 2A, and 3A, respectively. .
아래의 표 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 설계 스펙 - 각 렌즈의 곡률반경(mm), 두께(mm), 렌즈간격(mm), 굴절률(Nd), 아베 수(Vd) 등 -을 나타낸 것이고, 표 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 제1 내지 제6 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5, L6)의 각 렌즈면에 적용되는 비구면 계수를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the design specifications of the optical system according to the first embodiment - radius of curvature (mm), thickness (mm), lens spacing (mm), refractive index (Nd), Abbe's number (Vd), etc. of each lens - Table 3 shows the aspheric coefficients applied to the respective lens surfaces of the first to sixth lenses L1, L2, L3, L4, L5, and L6 of the optical system according to the first embodiment.
[표 2] 제1 실시예의 설계 스펙[Table 2] Design specifications of the first embodiment
[표 3] 제1 실시예의 비구면계수[Table 3] Aspheric coefficient of the first embodiment
또한 아래의 표 4는 제2 실시예에 따른 광학계의 설계 스펙을 나타낸 것이고, 표5는 제2 실시예에 따른 광학계의 제1 내지 제6 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5, L6)의 각 렌즈면에 적용되는 비구면 계수를 나타낸 것이다.In addition, Table 4 below shows the design specifications of the optical system according to the second embodiment, and Table 5 is the first to sixth lenses (L1, L2, L3, L4, L5, L6) of the optical system according to the second embodiment. shows the aspheric coefficient applied to each lens surface of .
[표 4] 제2 실시예의 설계 스펙[Table 4] Design specifications of the second embodiment
[표 5] 제2 실시예의 비구면 계수[Table 5] Aspheric coefficient of the second embodiment
또한 아래의 표 6은 제3 실시예에 따른 광학계의 설계 스펙을 나타낸 것이고, 표7은 제3 실시예에 따른 광학계의 제1 내지 제6 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5, L6)의 각 렌즈면에 적용되는 비구면 계수를 나타낸 것이다.In addition, Table 6 below shows the design specifications of the optical system according to the third embodiment, and Table 7 shows the first to sixth lenses (L1, L2, L3, L4, L5, L6) of the optical system according to the third embodiment. shows the aspheric coefficient applied to each lens surface of .
[표 6] 제3 실시예의 설계 스펙[Table 6] Design specifications of the third embodiment
[표 7] 제3 실시예의 비구면 계수[Table 7] Aspheric coefficient of the third embodiment
한편 각 실시예에서 비구면 렌즈의 형상은 아래의 수학식을 통해 산출될 수 있다.Meanwhile, in each embodiment, the shape of the aspherical lens may be calculated through the following equation.
[수학식] [Equation]
위 수학식에서, Z는 렌즈의 정점부터 광축 방향으로의 거리이고, h는 광축에 수직방향으로의 거리이며, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수이며, K는 Conic 상수이며, A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16, A18, A20 은 각각 비구면 계수로서 표 3, 표 5 및 표 7에 예시한 바와 같다. In the above equation, Z is the distance from the vertex of the lens in the direction of the optical axis, h is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, c is the reciprocal of the radius of curvature at the vertex of the lens, K is the Conic constant, A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16, A18, and A20 are aspherical coefficients, respectively, as exemplified in Tables 3, 5 and 7, respectively.
한편 도 1b, 도 2b, 도 3b는 각각 제1, 제2, 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도를 나타낸 것으로서, 이를 통해 각 실시예에서 비점수차 및 왜곡수차가 양호한 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, FIGS. 1B, 2B, and 3B show aberration diagrams of the optical systems according to the first, second, and third embodiments, respectively, and it can be confirmed that astigmatism and distortion aberration are good in each embodiment.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면 120도 정도의 광각을 구현하면서도 전장(TTL)이 최소화된 고화소용 광학계를 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an optical system for a high pixel with a minimized TTL while implementing a wide angle of about 120 degrees.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다. In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or modified in various forms and implemented. If the technical idea is included, it will be natural to fall within the scope of the present invention.
L1: 제1 렌즈 L2: 제2 렌즈 L3: 제3 렌즈
L4: 제 4렌즈 L5: 제5 렌즈 L6: 제6 렌즈
STOP: 조리개 LF: 렌즈필터L1: first lens L2: second lens L3: third lens
L4: 4th lens L5: 5th lens L6: 6th lens
STOP: Aperture LF: Lens filter
Claims (10)
정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈;
정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈;
부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈;
정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈;
부의 굴절력을 가지는 제6 렌즈
를 포함하고,
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈는 물체측에서부터 상측으로 순서대로 배열되고, 다음의 조건식을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
0.7 < BFL/EPD < 1.2
0.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.8
(BFL: 제6 렌즈(L6)의 제2 면(상측 면)에서 센서면 까지의 광축상 거리(mm), EPD: 입사동(유효개구)의 직경(Entrance Pupil Diameter)(mm), S11: 제1 렌즈의 제1 면의 SAG값(mm), S12: 제1 렌즈의 제2 면의 SAG값, S21: 제2 렌즈의 제1 면의 SAG값. S22: 제2 렌즈의 제2 면의 SAG값)a first lens having a negative refractive power;
a second lens having positive refractive power;
a third lens having positive refractive power;
a fourth lens having a negative refractive power;
a fifth lens having positive refractive power;
6th lens with negative refractive power
including,
The first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens are sequentially arranged from the object side to the image side, and all of the following conditional expressions are satisfied.
0.7 < BFL/EPD < 1.2
0.4 < (S21/S22) / (S11/S12) < 0.8
(BFL: Distance on the optical axis from the second surface (image side) of the sixth lens (L6) to the sensor surface (mm), EPD: Entrance Pupil Diameter (mm), S11: SAG value of the first surface of the first lens (mm), S12: SAG value of the second surface of the first lens, S21: SAG value of the first surface of the second lens S22: SAG value of the second surface of the second lens SAG value)
다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
|V4-V1| < 5.0
(V4: 제4 렌즈의 아베 수, V1: 제1 렌즈)의 아베 수)According to claim 1,
An optical system that satisfies the following conditional expression.
|V4-V1| < 5.0
(V4: Abbe number of the fourth lens, V1: Abbe number of the first lens)
다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
15 < ET56 / CT56 < 35
(ET56: 제5 렌즈의 제2 면의 유효경 끝단과 제6 렌즈의 제1 면의 유효경 끝단 간의 광축 방향의 직선거리(mm), CT56: 제5 렌즈와 제6 렌즈 사이의 광축상 거리(mm))The method of claim 1,
An optical system that satisfies the following conditional expression.
15 < ET56 / CT56 < 35
(ET56: the linear distance in the optical axis direction between the effective mirror end of the second surface of the fifth lens and the effective mirror end of the first surface of the sixth lens (mm), CT56: the optical axis distance between the fifth lens and the sixth lens (mm) )))
상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 사이에 조리개가 배치되고, 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
0.5 < Td_BS / f < 0.8
(Td_BS: 제1 렌즈의 제1 면에서 조리개까지의 광축상 거리(mm). f: 광학계 전체의 초점 거리(mm))According to any one of claims 1, 3, 4,
An optical system, characterized in that a stop is disposed between the second lens and the third lens, and the following conditional expression is satisfied.
0.5 < Td_BS / f < 0.8
(Td_BS: Distance on the optical axis from the first surface of the first lens to the aperture (mm). f: Focal length of the entire optical system (mm))
다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
3.4 < FOV / AOI < 4.2
(FOV: 화각(°), AOI: 최외곽 필드에서 주광선의 센서 입사각(CRA) (°))According to any one of claims 1, 3, 4,
An optical system that satisfies the following conditional expression.
3.4 < FOV / AOI < 4.2
(FOV: angle of view (°), AOI: sensor incidence angle (CRA) (°) of chief ray in the outermost field)
다음의 조건식을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
1.0 < |f4 / f| < 3.0
1.0 < f / f5 < 3.0
(f: 광학계 전체의 초점거리(mm), f4: 제4 렌즈(L4)의 초점거리(mm), f5: 제5 렌즈(L5)의 초점거리(mm))According to any one of claims 1, 3, 4,
An optical system, characterized in that it satisfies all of the following conditional expressions.
1.0 < |f4 / f| < 3.0
1.0 < f / f5 < 3.0
(f: focal length of the entire optical system (mm), f4: focal length of the fourth lens (L4) (mm), f5: focal length of the fifth lens (L5) (mm))
다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학계.
0.6 < TTL / 2Y < 1.2
(TTL: 광학계의 전장(mm), 2Y: 이미지센서의 대각 길이(mm))According to any one of claims 1, 3, 4,
An optical system that satisfies the following conditional expression.
0.6 < TTL / 2Y < 1.2
(TTL: Total length of optical system (mm), 2Y: Diagonal length of image sensor (mm))
상기 제1 렌즈의 물체측면은 물체측으로 볼록하고 상측면은 물체측으로 오목한 면을 포함하고,
상기 제2 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며,
상기 제3 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며,
상기 제4 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며,
상기 제5 렌즈의 물체측면은 상측으로 오목하고 상측면은 상측으로 볼록하며,
상기 제6 렌즈의 물체측면은 근축 영역에서 물체측으로 볼록하고 상측면은 물체측으로 오목하며, 상기 제6 렌즈의 물체측면 또는 상측면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성되고,
상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 사이에 조리개가 배치된 것을 특징으로 하는 광학계According to any one of claims 1, 3, 4,
The object-side surface of the first lens is convex toward the object and the image-side surface includes a concave surface toward the object,
The object side surface of the second lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side,
The object-side surface of the third lens is concave toward the image side and the image-side surface is convex toward the image side,
The object side surface of the fourth lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side,
The object side surface of the fifth lens is concave toward the image side and the image side surface is convex toward the image side,
The object side surface of the sixth lens is convex toward the object side in the paraxial region and the image side surface is concave toward the object side, and at least one inflection point is formed on the object side surface or the image side surface of the sixth lens,
Optical system, characterized in that the stop is disposed between the second lens and the third lens
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학계.10. The method of claim 9,
The first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens and the sixth lens each include at least one aspherical surface.
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