KR102470176B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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KR102470176B1
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김진성
박일용
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삼성전기주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/62—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈를 포함하는 촬상 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.6 < f1/f <1.1 을 만족할 수 있다.

Description

촬상 광학계{Optical system}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.
그런데 휴대용 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 렌즈 모듈을 구성하고 있다.
그러나 플라스틱 재질의 렌즈는 유리 재질의 렌즈에 비해 색수차 개선이 어려울 뿐만 아니라 상대적으로 밝은 광학계를 구현하기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 민감도를 개선시킬 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈를 포함하는 촬상 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.6 < f1/f <1.1 을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 민감도를 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 상측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
또한, 앞쪽이라 함은 촬상 광학계에서 물체측에 가까운 쪽을 의미하고, 뒤쪽이라 함은 촬상 광학계에서 이미지 센서 또는 상측에 가까운 쪽을 의미한다. 또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체 측에 가까운 면(또는, 물체측면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름, 두께, OAL, BFL, D1에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매의 렌즈를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 포함할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 6매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터(70)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(80)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60) 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)는 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다.
아울러, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/부/정/부/정 또는 정/정/부/정/부/부의 굴절력을 가질 수 있다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계는 수차 개선을 통해 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 굴절각을 경감시킴으로써 렌즈의 민감도를 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매 렌즈를 모두 플라스틱 재질로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 1을 만족할 수 있다.
[조건식 1]
0.6 < f1/f <1.1
조건식 1에서 f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[mm]이고, f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리[mm]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 2를 만족할 수 있다.
[조건식 2]
|v2-v3| > 25
조건식 2에서 v2는 상기 제2 렌즈의 아베수(Abbe number)이고, v3는 상기 제3 렌즈의 아베수이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 3을 만족할 수 있다.
[조건식 3]
0.8 < f2/f < 2.0
조건식 3에서 f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 4를 만족할 수 있다.
[조건식 4]
-1.2 < f3/f < -0.6
조건식 4에서 f3은 상기 제3 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 5를 만족할 수 있다.
[조건식 5]
1 < f4/f < 8
조건식 5에서 f4는 상기 제4 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 6을 만족할 수 있다.
[조건식 6]
-12 < f5/f < -1
조건식 6에서 f5는 상기 제5 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 7을 만족할 수 있다.
[조건식 7]
1.0 < OAL/f < 1.8
조건식 7에서 OAL은 상기 제1 렌즈의 물체측면으로부터 상면까지 거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 8을 만족할 수 있다.
[조건식 8]
0.2 < f1/f2 < 1.5
조건식 8에서 f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 9를 만족할 수 있다.
[조건식 9]
-2.0 < f2/f3 < -0.8
조건식 9에서 f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리[㎜]이고, f3은 상기 제3 렌즈의 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 10을 만족할 수 있다.
[조건식 10]
0.1 < BFL/f < 0.6
조건식 10에서 BFL은 상기 제6 렌즈의 상측면으로부터 상면까지의 거리[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 11을 만족할 수 있다.
[조건식 11]
0.0 < D1/f < 0.1
조건식 11에서 D1은 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 공기간격[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 12를 만족할 수 있다.
[조건식 12]
0.2 < r1/f < 1.0
조건식 12에서 r1은 상기 제1 렌즈의 물체측면의 곡률반경[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 13을 만족할 수 있다.
[조건식 13]
-0.9 < r4/f < -0.1
조건식 13에서 r4는 상기 제2 렌즈의 상측면의 곡률반경[㎜]이고, f는 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리[㎜]이다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)를 설명한다.
상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제1 렌즈(10)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면(물체측면)은 물체측으로 볼록한 형상이고, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면(상면)은 상측으로 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제1 렌즈(10)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제2 렌즈(20)는 제2 면이 상측으로 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제2 렌즈(20)의 제1 면은 오목한 형상이거나 또는 물체측으로 볼록한 형상일 수 있다.
즉, 상기 제2 렌즈(20)의 제1 면은 특정 형상으로 제한을 받지 않을 수 있다.
상기 제2 렌즈(20)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(20)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제3 렌즈(30)는 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 이와 달리, 상기 제3 렌즈(30)의 제2 면은 오목하거나 또는 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제3 렌즈(30)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(30)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제4 렌즈(40)는 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제4 렌즈(40)의 제1 면은 오목한 형상이고, 상기 제4 렌즈(40)의 제2 면은 상측으로 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(40)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(40)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면이 물체측으로 볼록한 형상이고, 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 변곡점이 형성될 수 있다.
이와 같은 형상의 상기 제5 렌즈(50)는 상기 제4 렌즈(40)로부터 굴절된 빛을 상기 제6 렌즈(60)로 집광시키는데 유리할 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(50)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(60)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(60)는 정의 굴절력을 가지거나 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제6 렌즈(60)의 굴절력은 상기 제2 렌즈(20) 및 상기 제3 렌즈(30)의 형상에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(20)의 제1 면 및 상기 제3 렌즈(30)의 제1 면이 모두 물체측으로 볼록한 형상이면, 상기 제6 렌즈(60)의 굴절력이 정일 수 있다.
그러나, 상기 제6 렌즈(60)의 굴절력이 전술된 조건으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(20)의 제1 면 및 상기 제3 렌즈(30)의 제1 면이 모두 물체측으로 볼록한 형상인 경우라도 상기 제6 렌즈(60)의 굴절력이 부일 수 있다.
상기 제6 렌즈(60)는 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 아울러, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면에는 변곡점이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제6 렌즈(60)의 제2 면은 광축 중심에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(60)의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기 촬상 광학계는 렌즈의 굴절각을 경감시킴으로써 렌즈의 민감도를 개선할 수 있다. 따라서, 상기 촬상 광학계는 유리 재질보다 광학성능이 낮은 플라스틱 재질로 모든 렌즈를 구성할 수 있으며, 이를 통해 렌즈 모듈의 제조 단가를 낮추고 제조효율을 높일 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.25 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.43717 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.89484 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 6.32828 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4675 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 28.367 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -44.005 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -35.257 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.66679 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00001
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 2와 같다.
Figure 112021032011587-pat00002
본 발명의 제1 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 3에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00003
한편, 표 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00004
도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 5에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.24 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.42951 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.85605 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 7.33396 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4621 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 12.9796 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -16.555 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -59.668 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.66665 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00005
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 6과 같다.
Figure 112021032011587-pat00006
본 발명의 제2 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 7에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00007
한편, 표 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00008
도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 9에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.20491 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.45177 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.85934 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 7.19075 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4903 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 13.0692 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -16.427 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -107.58 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.5898 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00009
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 10과 같다.
Figure 112021032011587-pat00010
본 발명의 제3 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 11에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00011
한편, 표 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00012
도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 13에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 5.97 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.45268 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.8346 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 7.18763 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.6043 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 14.4975 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -33.339 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -27.872 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.45053 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00013
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 14와 같다.
Figure 112021032011587-pat00014
본 발명의 제4 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 15에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00015
한편, 표 16을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00016
도 5를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 17에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.10362 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.45486 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.87953 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 6.91968 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4607 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 13.2566 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -17.591 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -4547.3 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.43963 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00017
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 18과 같다.
Figure 112021032011587-pat00018
본 발명의 제5 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 19에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00019
한편, 표 20을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00020
도 6을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 21에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.1024 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.45488 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 3.88096 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 6.91542 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4639 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 13.2749 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -17.515 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 6182.52 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 4.43837 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00021
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 22와 같다.
Figure 112021032011587-pat00022
본 발명의 제6 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록한 형상이고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(50)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 23에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00023
한편, 표 24를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00024
도 7을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 25에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.47 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.44185 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 4.56249 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 5.34804 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.4736 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 13.6989 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -45.613 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -12.266 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 5.03037 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00025
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 26과 같다.
Figure 112021032011587-pat00026
본 발명의 제7 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 27에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00027
한편, 표 28을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00028
도 8을 참조하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50) 및 제6 렌즈(60)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(70), 이미지 센서(80) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 표 29에 나타난 바와 같이, 상기 제1 렌즈(10)의 제1 면으로부터 이미지 센서(80)의 제1 면(상면)까지의 거리(OAL)는 6.58701 ㎜이고, 상기 제6 렌즈(60)의 상측면으로부터 상면까지의 거리(BFL)는 1.40308 ㎜이다. 그리고 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리는 5.01632 ㎜, 상기 제2 렌즈(20)의 초점거리는 4.97111 ㎜, 상기 제3 렌즈(30)의 초점거리는 -4.311 ㎜, 상기 제4 렌즈(40)의 초점거리는 8.74698 ㎜, 상기 제5 렌즈(50)의 초점거리는 -14.576 ㎜, 상기 제6 렌즈(60)의 초점거리는 -15.839 ㎜이며, 광학계 전체의 초점거리는 5.18292 ㎜이다.
Figure 112021032011587-pat00029
그외 렌즈 특성(곡률 반지름, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수)은 표 30과 같다.
Figure 112021032011587-pat00030
본 발명의 제8 실시예에서, 상기 제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(20)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(30)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(40)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(50)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 오목한 형상이고 제2 면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(60)는 부의 굴절력을 가지며, 제1 면이 볼록하고 제2 면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(60)는 제1 면 및 제2 면에 변곡점이 형성될 수 있다. 그리고 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(10)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제6 렌즈(60)의 각 면은 표 31에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(10)의 제2 면 내지 제6렌즈(60)의 제2 면은 모두 비구면일 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00031
한편, 표 32를 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 13을 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
Figure 112021032011587-pat00032
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈
50: 제5 렌즈 60: 제6 렌즈
70: 적외선 차단 필터 80: 이미지 센서
ST: 조리개

Claims (13)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    굴절력을 갖는 제3 렌즈;
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
    굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제5 렌즈; 및
    부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈를 포함하는 촬상 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.6 < f1/f <1.1 을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 OAL이라 할 때, 1.0 < OAL/f < 1.8 을 만족하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제6 렌즈의 상측 면으로부터 상면까지의 거리를 BFL이라 할 때, 0.1 < BFL/f < 0.6 을 만족하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 공기간격을 D1이라 할 때, 0.0 < D1/f < 0.1 을 만족하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 r1이라 할 때, 0.2 < r1/f < 1.0 을 만족하는 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈는 플라스틱 재질로 제공되고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 상측 면은 비구면인 촬상 광학계.
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