KR102439485B1 - Optical Imaging System - Google Patents

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KR102439485B1 KR1020200131365A KR20200131365A KR102439485B1 KR 102439485 B1 KR102439485 B1 KR 102439485B1 KR 1020200131365 A KR1020200131365 A KR 1020200131365A KR 20200131365 A KR20200131365 A KR 20200131365A KR 102439485 B1 KR102439485 B1 KR 102439485B1
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Abstract

본 발명의 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는, 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈 중 하나 이상은 유리 재질이다.An imaging optical system of the present invention includes: a first lens having a positive refractive power, which is sequentially arranged from an object 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 a fifth lens having positive refractive power, wherein at least one of the first to fifth lenses is made of glass.

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}Optical Imaging System

본 발명은 5매 렌즈로 구성되는 망원용 촬상 광학계에 관한 것이다. The present invention relates to a telephoto imaging optical system comprising a five-element lens.

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.

KRUS 2016-00169312016-0016931 AA JPJP 2009-2945272009-294527 AA USUS 2012-00870192012-0087019 A1A1

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 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는, 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈 중 하나 이상은 유리 재질이다.An imaging optical system for achieving the above object includes: a first lens having a positive refractive power, which is sequentially arranged from an object 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 a fifth lens having positive refractive power, wherein at least one of the first to fifth lenses is made of glass.

본 발명은 원거리 촬영이 가능하면서도 소형 단말기에 탑재될 수 있는 촬상 광학계를 구현할 수 있다.The present invention can implement an optical imaging system that can be mounted on a small terminal while allowing long-distance imaging.

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 횡수차 곡선을 나타낸 그래프
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 5는 도 4에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 6은 도 4에 도시된 촬상 광학계의 횡수차 곡선을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 탑재된 휴대 단말기의 배면도
도 8은 도 7에 도시된 휴대 단말기의 단면도1 is a configuration 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 graph showing a lateral aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 1;
4 is a block diagram of an imaging optical system according to a second embodiment of the present invention;
5 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 4;
6 is a graph showing a lateral aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 4
7 is a rear view of a portable terminal equipped with an optical imaging system according to an embodiment of the present invention;
8 is a cross-sectional view of the mobile terminal shown in FIG.

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 functions 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' to another component includes not only a case in which these components are 'directly connected', but also a case in which the component is 'indirectly connected' through another component. 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, 제6렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TL, IMG HT(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TL은 렌즈의 광축에서의 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 the present specification, the first lens means a lens closest to the object (or subject), and the sixth lens means a lens closest to the image surface (or image sensor). In the present specification, the units of the radius of curvature of the lens, thickness, TL, IMG HT (1/2 of the diagonal length of the image plane), and focal length are all in mm. In addition, the thickness of the lens, the distance between the lenses, TL are the distance from the optical axis of the lens. 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. Therefore, even if it is described that one surface of the lens has a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Similarly, even if one surface of the lens is described as having a concave shape, the edge portion of the lens may be convex.

촬상 광학계는 복수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈를 포함한다.The imaging optical system includes a plurality of lenses. For example, the imaging optical system includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, and a fifth lens sequentially arranged from the object side to the image plane direction.

촬상 광학계는 유리 재질의 렌즈를 포함한다. 그러나 촬상 광학계의 모든 렌즈들이 유리 재질로 제작되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 광학계의 일부 렌즈는 유리 재질이고, 나머지 렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다.The imaging optical system includes a lens made of a glass material. However, not all lenses of the imaging optical system are made of glass. For example, some lenses of the imaging optical system may be made of glass, and the remaining lenses may be made of plastic.

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 유리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 유리로 한정되는 것은 아니다. 제1렌즈는 소정의 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.52 미만이고 1.0 이상일 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 glass material. However, the material of the first lens is not limited to glass. The first lens has a predetermined refractive index. For example, the refractive index of the first lens may be less than 1.52 and greater than or equal to 1.0.

제1렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈는 2.5 ~ 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 2.5 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 유리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 유리로 한정되는 것은 아니다. 제2렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.7 이상이고 2.0 미만일 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 glass material. However, the material of the second lens is not limited to glass. The second lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the second lens may be greater than or equal to 1.7 and less than 2.0.

제2렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈는 -12.0 ~ -8.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The second lens has a predetermined focal length. For example, the second lens may be determined in a range of -12.0 to -8.0 mm.

제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가진다.The third lens has refractive power. For example, the third lens has a 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 유리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 유리로 한정되는 것은 아니다. 제3렌즈는 제2렌즈보다 높은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.8 이상이고 2.2 미만일 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 glass material. However, the material of the third lens is not limited to glass. The third lens has a higher refractive index than the second lens. For example, the refractive index of the third lens may be greater than or equal to 1.8 and less than 2.2.

제3렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈는 -6.0 ~ -3.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The third lens has a predetermined focal length. For example, the third lens may be determined in a range of -6.0 to -3.0 mm.

제4렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 부의 굴절력을 가진다.The fourth lens has refractive power. For example, the fourth lens has a negative refractive power.

제4렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다.The fourth lens has a concave surface. For example, the fourth lens has a concave object side surface.

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. 제4렌즈는 제3렌즈보다 낮은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.6 미만이고 1.0 이상일 수 있다. 제4렌즈는 변곡점을 포함하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성된다. 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. The fourth lens has a lower refractive index than the third lens. For example, the refractive index of the fourth lens may be less than 1.6 and greater than or equal to 1.0. 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.

제4렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈는 -6.0 ~ -3.0 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The fourth lens has a predetermined focal length. For example, the fourth lens may be determined in a range of -6.0 to -3.0 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. 제5렌즈는 제4렌즈보다 높은 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.6 이상이고 1.7 미만일 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. The fifth lens has a higher refractive index than the fourth lens. For example, the refractive index of the fifth lens may be greater than or equal to 1.6 and less than 1.7.

제5렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈는 30 ~ 60 ㎜ 범위에서 결정될 수 있다.The fifth lens has a predetermined focal length. For example, the fifth lens may be determined in a range of 30 to 60 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. The imaging optical system includes an image sensor. The surface of the image sensor forms an imaging plane. The upper surface may be generally rectangular in 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.

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 제3렌즈와 제4렌즈 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 diaphragm may be disposed between the third lens and the fourth lens to adjust the amount of light incident to the image sensor.

촬상 광학계에서 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현될 수 있다.The aspherical surface of the lens in the imaging optical system may be expressed by Equation (1).

Figure 112020107497172-pat00001
Figure 112020107497172-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.In Equation 1, c is the reciprocal of the radius of curvature of the corresponding lens, k is the conic constant, r is the distance from any point on the aspherical surface to the optical axis, A to J are the aspherical constants, and Z (or SAG) is the aspherical surface It is the height in the optical axis direction from any point on the image to the vertex of the aspherical surface.

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] Nd1 < 1.52[Condition 2] Nd1 < 1.52

[조건식 3] 1.7 < Nd2[Condition 3] 1.7 < Nd2

[조건식 4] 1.8 < Nd3[Condition 4] 1.8 < Nd3

[조건식 5] Nd2 < Nd3, Nd4 < Nd3[Conditional Expression 5] Nd2 < Nd3, Nd4 < Nd3

[조건식 6] FOV/2 < 20[Conditional Expression 6] FOV/2 < 20

[조건식 7] Nd1 < Nd2 < Nd3[Conditional Expression 7] Nd1 < Nd2 < Nd3

상기 조건식에서 TL은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, Nd1은 제1렌즈의 굴절률이고, Nd2는 제2렌즈의 굴절률이고, Nd3은 제3렌즈의 굴절률이고, Nd4는 제4렌즈의 굴절률이고, FOV는 촬상 광학계의 전체 화각이고, FOV/2는 촬상 광학계의 반화각이다.In the above conditional expression, TL is the distance from the object side of the first lens to the image plane, f is the total focal length of the imaging optical system, Nd1 is the refractive index of the first lens, Nd2 is the refractive index of the second lens, and Nd3 is the third is the refractive index of the lens, Nd4 is the refractive index of the fourth lens, FOV is the total field of view of the imaging optical system, and FOV/2 is the half angle of view of the imaging optical system.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 휴대용 단말기, 소형 카메라, 차량의 전후방 감시 카메라, CCTV 등에 탑재될 수 있다.The optical imaging system configured as above may be mounted on a portable terminal, a small camera, a front and rear monitoring camera of a vehicle, a CCTV, and the like.

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 .

본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150)를 포함한다.The optical imaging system 100 according to the present embodiment includes a first lens 110 , a second lens 120 , a third lens 130 , a fourth lens 140 , and a fifth lens 150 .

제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목한 상 측면이 볼록한 형상이다.The first lens 110 has a positive refractive power and has a convex shape on both sides. The second lens 120 has a negative refractive power, and the object side is convex and the image side is concave. The third lens 130 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fourth lens 140 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fifth lens 150 has a positive refractive power, and the object side is concave and the image side is convex.

제1렌즈(110)는 대체로 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈(110)의 굴절률은 1.52 이하일 수 있다. 제2렌즈(120) 및 제3렌즈(130)는 대체로 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈(120)의 굴절률은 1.7 이상이고, 제3렌즈(130)의 굴절률은 1.8 이상일 수 있다. 제4렌즈(140) 및 제5렌즈(150)는 제3렌즈(130)보다 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈(140)의 굴절률은 1.6 이하이고, 제5렌즈(150)의 굴절률은 1.7 이하일 수 있다.The first lens 110 generally has a low refractive index. For example, the refractive index of the first lens 110 may be 1.52 or less. The second lens 120 and the third lens 130 generally have a high refractive index. For example, the refractive index of the second lens 120 may be 1.7 or more, and the refractive index of the third lens 130 may be 1.8 or more. The fourth lens 140 and the fifth lens 150 have a lower refractive index than the third lens 130 . For example, the refractive index of the fourth lens 140 may be 1.6 or less, and the refractive index of the fifth lens 150 may be 1.7 or less.

제1렌즈(110)는 촬상 광학계(100)에서 가장 높은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈(110)의 아베수는 65 이상일 수 있다. 제2렌즈(120) 및 제3렌즈(130)는 대체로 낮은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈(120)의 아베수 및 제3렌즈(130)의 아베수는 30 이하일 수 있다. 제4렌즈(140)는 대체로 높은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈(140)의 아베수는 50 이상일 수 있다. 제5렌즈(150)는 촬상 광학계에서 가장 낮은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈(150)의 아베수는 25 이하일 수 있다.The first lens 110 has the highest Abbe's number in the imaging optical system 100 . For example, the Abbe's number of the first lens 110 may be 65 or more. The second lens 120 and the third lens 130 generally have a low Abbe's number. For example, the Abbe's number of the second lens 120 and the Abbe's number of the third lens 130 may be 30 or less. The fourth lens 140 generally has a high Abbe's number. For example, the Abbe's number of the fourth lens 140 may be 50 or more. The fifth lens 150 has the lowest Abbe's number in the imaging optical system. For example, the Abbe's number of the fifth lens 150 may be 25 or less.

촬상 광학계(100)에서 각각의 렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제1렌(110)의 초점거리는 2.705 ㎜이고, 제2렌즈(120)의 초점거리는 -10.13 ㎜이고, 제3렌(130)의 초점거리는 -4.349 ㎜이고, 제4렌즈(140)의 초점거리는 -4.337 ㎜이고, 제5렌(150)의 초점거리는 37.285 ㎜이다.Each lens in the imaging optical system 100 has a predetermined focal length. For example, the focal length of the first lens 110 is 2.705 mm, the focal length of the second lens 120 is -10.13 mm, the focal length of the third lens 130 is -4.349 mm, and the fourth lens 140 ) is -4.337 mm, and the focal length of the fifth lens 150 is 37.285 mm.

촬상 광학계(100)는 서로 다른 재질의 렌즈들로 구성된다. 예를 들어, 제1렌즈(110) 내지 제3렌즈(130)는 유리 재질이고, 제4렌즈(140) 및 제5렌즈(150)는 플라스틱 재질일 수 있다.The optical imaging system 100 is composed of lenses of different materials. For example, the first lens 110 to the third lens 130 may be made of glass, and the fourth lens 140 and the fifth lens 150 may be made of plastic.

촬상 광학계(100)는 필터(160), 이미지 센서(170), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(160)는 제5렌즈(150)와 이미지 센서(170) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(130)와 제4렌즈(140) 사이에 배치된다.The optical imaging system 100 further includes a filter 160 , an image sensor 170 , and an aperture ST. The filter 160 is disposed between the fifth lens 150 and the image sensor 170 , and the stop ST is disposed between the third lens 130 and the fourth lens 140 .

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 1은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 렌즈 특성을 나타내고, 표 2는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸다.The imaging optical system configured as above exhibits aberration characteristics as shown in FIGS. 2 and 3 . Table 1 shows the lens characteristics of the imaging optical system 100 according to the present embodiment, and Table 2 shows the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment.

Figure 112020107497172-pat00002
Figure 112020107497172-pat00002

Figure 112020107497172-pat00003
Figure 112020107497172-pat00003

도 4를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 4 .

본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250)를 포함한다.The optical imaging system 200 according to the present embodiment includes a first lens 210 , a second lens 220 , a third lens 230 , a fourth lens 240 , and a fifth lens 250 .

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. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목한 상 측면이 볼록한 형상이다.The first lens 210 has a positive refractive power and has a convex shape on both sides. The second lens 220 has a negative refractive power, and has a convex object side and a concave image side. The third lens 230 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fourth lens 240 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fifth lens 250 has a positive refractive power, and the object side is concave and the image side is convex.

제1렌즈(210)는 대체로 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈(210)의 굴절률은 1.52 이하일 수 있다. 제2렌즈(220) 및 제3렌즈(230)는 대체로 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈(220)의 굴절률은 1.7 이상이고, 제3렌즈(230)의 굴절률은 1.8 이상일 수 있다. 제4렌즈(240) 및 제5렌즈(250)는 제3렌즈(230)보다 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈(240)의 굴절률은 1.6 이하이고, 제5렌즈(250)의 굴절률은 1.7 이하일 수 있다.The first lens 210 generally has a low refractive index. For example, the refractive index of the first lens 210 may be 1.52 or less. The second lens 220 and the third lens 230 generally have a high refractive index. For example, the refractive index of the second lens 220 may be 1.7 or more, and the refractive index of the third lens 230 may be 1.8 or more. The fourth lens 240 and the fifth lens 250 have a lower refractive index than the third lens 230 . For example, the refractive index of the fourth lens 240 may be 1.6 or less, and the refractive index of the fifth lens 250 may be 1.7 or less.

제1렌즈(210)는 촬상 광학계(200)에서 가장 높은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈(210)의 아베수는 65 이상일 수 있다. 제2렌즈(220) 및 제3렌즈(230)는 대체로 낮은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈(220)의 아베수 및 제3렌즈(230)의 아베수는 30 이하일 수 있다. 제4렌즈(240)는 대체로 높은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈(240)의 아베수는 50 이상일 수 있다. 제5렌즈(250)는 촬상 광학계에서 가장 낮은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈(250)의 아베수는 25 이하일 수 있다.The first lens 210 has the highest Abbe's number in the imaging optical system 200 . For example, the Abbe's number of the first lens 210 may be 65 or more. The second lens 220 and the third lens 230 generally have a low Abbe's number. For example, the Abbe's number of the second lens 220 and the Abbe's number of the third lens 230 may be 30 or less. The fourth lens 240 generally has a high Abbe's number. For example, the Abbe's number of the fourth lens 240 may be 50 or more. The fifth lens 250 has the lowest Abbe's number in the imaging optical system. For example, the Abbe's number of the fifth lens 250 may be 25 or less.

촬상 광학계(200)에서 각각의 렌즈는 소정의 초점거리를 갖는다. 예를 들어, 제1렌(210)의 초점거리는 2.675 ㎜이고, 제2렌즈(220)의 초점거리는 -10.53 ㎜이고, 제3렌(230)의 초점거리는 -4.382 ㎜이고, 제4렌즈(240)의 초점거리는 -4.287 ㎜이고, 제5렌(250)의 초점거리는 51.752 ㎜이다.Each lens in the imaging optical system 200 has a predetermined focal length. For example, the focal length of the first lens 210 is 2.675 mm, the focal length of the second lens 220 is -10.53 mm, the focal length of the third lens 230 is -4.382 mm, and the fourth lens 240 ) is -4.287 mm, and the focal length of the fifth lens 250 is 51.752 mm.

촬상 광학계(200)는 서로 다른 재질의 렌즈들로 구성된다. 예를 들어, 제1렌즈(210) 내지 제3렌즈(230)는 유리 재질이고, 제4렌즈(240) 및 제5렌즈(250)는 플라스틱 재질일 수 있다.The imaging optical system 200 is composed of lenses of different materials. For example, the first lens 210 to the third lens 230 may be made of glass, and the fourth lens 240 and the fifth lens 250 may be made of plastic.

촬상 광학계(200)는 필터(260), 이미지 센서(270), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(260)는 제5렌즈(250)와 이미지 센서(270) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(230)와 제4렌즈(240) 사이에 배치된다.The optical imaging system 200 further includes a filter 260 , an image sensor 270 , and an aperture ST. The filter 260 is disposed between the fifth lens 250 and the image sensor 270 , and the stop ST is disposed between the third lens 230 and the fourth lens 240 .

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 렌즈 특성을 나타내고, 표 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 비구면 특성을 나타낸다.The imaging optical system configured as above exhibits aberration characteristics as shown in FIGS. 5 and 6 . Table 3 shows the lens characteristics of the imaging optical system 200 according to the present embodiment, and Table 4 shows the aspherical characteristics of the imaging optical system 200 according to the present embodiment.

Figure 112020107497172-pat00004
Figure 112020107497172-pat00004

Figure 112020107497172-pat00005
Figure 112020107497172-pat00005

다음에서는 도 7 및 도 8을 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. 7 and 8 .

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)를 포함한다.The portable terminal 10 includes a plurality of camera modules 20 and 30 . The first camera module 20 includes a first optical system 101 configured to photograph a short-range object, and the second camera module 30 includes a second optical system 100, 200 configured to photograph a distant object. includes

제1촬상 광학계(101)는 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1촬상 광학계(101)는 근거리에 위치한 물체들을 일체로 촬영할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 50도 이상의 넓은 화각을 가질 수 있으며, TL/f 비가 1.0 이상일 수 있다.The first imaging optical system 101 includes a plurality of lenses. For example, the first imaging optical system 101 may include four or more lenses. The first imaging optical system 101 is configured to integrally photograph objects located in a short distance. For example, the first optical system 101 may have a wide angle of view of 50 degrees or more, and a TL/f ratio of 1.0 or more.

제2촬상 광학계(100, 200)는 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200)는 5매 렌즈로 구성될 수 있다. 제2촬상 광학계(100, 200)는 전술된 제1실시 예 내지 제2실시 예에 따른 촬상 광학계 중 어느 하나일 수 있다. 제2촬상 광학계(100, 200)는 원거리에 위치한 물체를 촬영할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200)는 40도 이하의 화각을 가질 수 있으며, TL/f 비가 1.0 미만일 수 있다.The second imaging optical systems 100 and 200 include a plurality of lenses. For example, the second imaging optical systems 100 and 200 may be composed of five lenses. The second imaging optical systems 100 and 200 may be any one of the optical imaging systems according to the first to second embodiments described above. The second imaging optical systems 100 and 200 are configured to photograph a distant object. For example, the second imaging optical systems 100 and 200 may have an angle of view of 40 degrees or less, and a TL/f ratio of less than 1.0.

제1촬상 광학계(101) 및 제2촬상 광학계(100, 200)는 대체로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)는 제2촬상 광학계(100, 200)의 전체 길이(L2)와 대체로 동일할 수 있다. 또는, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)에 대한 제2촬상 광학계(100, 200)의 전체 길이(L2)의 비(L1/L2)는 0.8 ~ 1.0 일 수 있다. 또는, 제2촬상 광학계(100, 200)의 전체 길이(L2)에 대한 휴대 단말기(10)의 두께(h)의 비(L2/h)는 0.8 이하일 수 있다.The first optical system 101 and the second optical system 100 and 200 may have substantially the same size. For example, the overall length L1 of the first optical imaging system 101 may be substantially equal to the overall length L2 of the second optical imaging systems 100 and 200 . Alternatively, the ratio (L1/L2) of the total length L2 of the second imaging optical systems 100 and 200 to the overall length L1 of the first optical system 101 may be 0.8 to 1.0. Alternatively, the ratio (L2/h) of the thickness h of the portable terminal 10 to the total length L2 of the second imaging optical systems 100 and 200 may be 0.8 or less.

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 can do as much as possible without departing from the spirit of the present invention described in the claims below. It may be implemented with various modifications.

100, 200 촬상 광학계
110, 210 제1렌즈
120, 220 제2렌즈
130, 230 제3렌즈
140, 240 제4렌즈
150, 250 제5렌즈
160, 260 (적외선 차단) 필터
170, 270 이미지 센서 또는 상면100, 200 Imaging optics
110, 210 first lens
120, 220 second lens
130, 230 third lens
140, 240 4th lens
150, 250 5th lens
160, 260 (infrared cut off) filter
170, 270 image sensor or top view

Claims (16)

물체 측으로부터 순차적으로 배치되는,
정의 굴절력을 갖는 제1렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제2렌즈;
부의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제3렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및
정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목한 형상인 제5렌즈;
를 포함하고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈 중 하나 이상은 유리 재질인 촬상 광학계.placed sequentially from the object side,
a first lens having positive refractive power;
a second lens having a negative refractive power;
a third lens having a negative refractive power and having a concave image side;
a fourth lens having a negative refractive power; and
a fifth lens having positive refractive power and having a concave shape on the side of the object;
including,
At least one of the first to fifth lenses is made of a glass material. 제1항에 있어서,
상기 제1렌즈는 양면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The first lens is an imaging optical system in which both surfaces are convex. 제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The second lens is an imaging optical system in which the object side is convex and the image side is concave. 제1항에 있어서,
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. 제1항에 있어서,
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. 제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The fifth lens is an imaging optical system having a convex image side. 제1항에 있어서,
상기 제1렌즈의 굴절률은 1.52 미만인 촬상 광학계. According to claim 1,
and a refractive index of the first lens is less than 1.52. 제1항에 있어서,
상기 제2렌즈의 굴절률은 1.7을 초과하는 촬상 광학계.According to claim 1,
and the refractive index of the second lens exceeds 1.7. 제1항에 있어서,
상기 제3렌즈의 굴절률은 1.8을 초과하는 촬상 광학계.According to claim 1,
and the refractive index of the third lens exceeds 1.8. 제1항에 있어서,
상기 제2렌즈 및 상기 제4렌즈의 굴절률은 상기 제3렌즈의 굴절률보다 작은 촬상 광학계.According to claim 1,
The refractive index of the second lens and the fourth lens is smaller than the refractive index of the third lens. 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 및 제5렌즈를 포함하고,
상기 제1렌즈는 상 측면이 볼록한 형상이고,
상기 제3렌즈는 상 측면이 오목한 형상이고,
상기 제5렌즈는 정의 굴절력을 가지며 물체 측면이 오목한 형상이고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈 중 하나 이상은 유리 재질의 렌즈이고, 하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.7 < TL/f < 1.0
(상기 조건식에서 TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다)It includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, and a fifth lens sequentially arranged from the object side,
The first lens has a convex image side,
The third lens has a concave image side,
The fifth lens has a positive refractive power and has a concave shape on the side of the object,
At least one of the first to fifth lenses is a lens made of a glass material and satisfies the following conditional expression.
[Conditional Expression] 0.7 < 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) 삭제delete 제11항에 있어서,
반화각이 20도 미만인 촬상 광학계.12. The method of claim 11,
An imaging optical system with a half-angle of view less than 20 degrees. 제11항에 있어서,
상기 제1렌즈 내지 상기 제3렌즈는 유리 재질인 촬상 광학계.12. The method of claim 11,
The first to third lenses are made of a glass material. 제11항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] Nd1 < Nd2 < Nd3
(상기 조건식에서 Nd1은 상기 제1렌즈의 굴절률이고, Nd2는 상기 제2렌즈의 굴절률이고, Nd3은 상기 제3렌즈의 굴절률이다)12. The method of claim 11,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
[Conditional Expression] Nd1 < Nd2 < Nd3
(In the above conditional expression, Nd1 is the refractive index of the first lens, Nd2 is the refractive index of the second lens, and Nd3 is the refractive index of the third lens) 제11항에 있어서,
상기 제2렌즈의 굴절률 및 상기 제3렌즈의 굴절률은 1.7 이상인 촬상 광학계.12. The method of claim 11,
The refractive index of the second lens and the refractive index of the third lens are 1.7 or more.
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