KR102483092B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및 상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 렌즈 중에서 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 유효 반경을 DF, 상기 복수의 렌즈 중에서 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 유효 반경을 DC라 할 때, 0.9 < DF/DC < 1.3을 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.
특히, 망원 렌즈는 초점거리와 전장길이가 상대적으로 길기 때문에, 휴대용 단말기에 장착하기 어려운 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0000759호
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 좁은 화각을 구현하면서도 슬림한 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈; 및 상기 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 렌즈 중에서 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 유효 반경을 DF, 상기 복수의 렌즈 중에서 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 유효 반경을 DC라 할 때, 0.9 < DF/DC < 1.3을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 좁은 화각을 가지면서도 슬림한 촬상 광학계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 4는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 5는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 9는 도 6에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 10은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 12 및 도 13은 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 14는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 15는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 17 및 도 18은 도 16에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 19는 도 16에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 20은 도 16에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 24는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 25는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치될 수 있다.
일 예로, 촬상 광학계는 5매 또는 6매의 렌즈를 포함한다.
5매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
6매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 단위는 Degree 이다.
아울러, 각 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 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.
한편, 근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 5매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함한다.
그러나, 본 발명에 따른 촬상 광학계가 5매 또는 6매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 반사부재는 광 경로를 90° 변화시킬 수 있도록 구성된다. 일 예로, 반사부재는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
반사부재는 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치된다. 따라서, 본 명세서에서 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈는 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈일 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈(제5 렌즈 또는 제6 렌즈)와 이미지 센서 사이에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
촬상 광학계를 구성하는 복수의 렌즈 중에서 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈와 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 나머지 렌즈는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 나머지 렌즈는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
일 예로, 5매의 렌즈로 구성된 촬상 광학계의 경우, 제1 렌즈와 제5 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성된다.
6매의 렌즈로 구성된 촬상 광학계의 경우, 제1 렌즈와 제6 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성된다.
아울러, 복수의 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112018090311939-pat00001
수학식 1에서 c는 렌즈의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ F는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제5 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/부/정/정의 굴절력을 가질 수 있다. 이와는 달리, 물체측으로부터 순서대로 정/부/부/부/정의 굴절력을 가질 수 있다.
한편, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/부/부/정의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] FOV ≤ 40
[조건식 2] 0.9 < DF/DC < 1.3
[조건식 3] 1.3 < TTL/BFL < 3.5
[조건식 4] 0.8 < TTL/f < 1.5
[조건식 5] 0.75 < f12/f < 1.3
[조건식 6] CRA_max < 25
조건식들에서 FOV는 촬상 광학계의 화각이고, DF는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 유효 반경이고, DC는 물체측(또는 반사부재)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 유효 반경이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, BFL은 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f12는 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점거리이고, CRA_max는 주광선의 상면 입사각의 최대값이다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다. 또는, 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제2 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제2 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제3 렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.
아울러, 제3 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다. 또는, 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제4 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제5 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제5 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다. 또는, 제5 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
다음에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제6 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제2 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제2 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제3 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제3 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제4 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제4 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제5 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제5 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제6 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제6 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제6 렌즈의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.
제6 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상 광학계의 밝기를 나타내는 상수(Fno)는 2.4 이하로 구성되며, 이에 따라 저조도 환경에서도 이미지를 선명하게 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 망원비(TTL/f)가 1보다 작게 형성되므로, 망원 렌즈의 특징을 가지며, 화각은 40° 이하로 구성될 수 있다. 이에 따라 좁은 화각을 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140) 및 제5 렌즈(150)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(160) 및 이미지 센서(170)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(110)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 4에 도시된 표와 같다.
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리는 9.5477 mm이고, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 7.642474 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -12.08204 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 -7.038196 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 10.19416 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -13.520396 mm이다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150)의 각 면은 도 5에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240) 및 제5 렌즈(250)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(260) 및 이미지 센서(270)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(210)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 9에 도시된 표와 같다.
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리는 10.6829 mm이고, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 7.421434 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -11.30066 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 -10.03253 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 13.720675 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 20.495998 mm이다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250)의 각 면은 도 10에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제5 렌즈(250)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 7 및 도 8에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 11 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340) 및 제5 렌즈(350)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(360) 및 이미지 센서(370)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(310)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 14에 도시된 표와 같다.
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리는 10.7805 mm이고, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 6.219282 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -12.47561 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 -13.20208 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 -52.67893 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 13.285594 mm이다.
본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(340)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(310) 내지 제5 렌즈(350)의 각 면은 도 15에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제5 렌즈(350)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 12 및 도 13에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 16 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440) 및 제5 렌즈(450)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(460) 및 이미지 센서(470)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(410)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 19에 도시된 표와 같다.
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리는 10.7463 mm이고, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 5.673512 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -11.71084 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 -9.98027 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 -50.40871 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 12.030906 mm이다.
본 발명의 제4 실시예에서, 제1 렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(420)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(420)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(430)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(430)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(440)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(440)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(450)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(450)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(410) 내지 제5 렌즈(450)의 각 면은 도 20에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(410) 내지 제5 렌즈(450)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 17 및 도 18에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 21 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550) 및 제6 렌즈(560)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(570) 및 이미지 센서(580)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(510)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 24에 도시된 표와 같다.
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 10.7709 mm이고, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 5.846304 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.457007 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 8.427394 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 -7.939981 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -29.3957 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 15.16322 mm이다.
본 발명의 제5 실시예에서, 제1 렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(510)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(520)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(520)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(520)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(530)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(530)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(540)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(540)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제6 렌즈(560)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(560)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 각 면은 도 25에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(510) 내지 제6 렌즈(560)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 22 및 도 23에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
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.
P: 반사부재
110, 210, 310, 410, 510: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550: 제5 렌즈
560: 제6 렌즈
160, 260, 360, 460, 570: 적외선 차단필터
170, 270, 370, 470, 580: 이미지 센서

Claims (16)

  1. 광축을 따라 배치된 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 굴절력을 갖는 제4 렌즈 및 굴절력을 갖는 제5 렌즈;를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하고, 상기 제2 렌즈는 상측 면이 오목하며,
    상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면으로부터 촬상면까지의 거리를 TTL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 포함하는 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.8 < TTL/f < 1.5을 만족하며,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 합성 초점거리를 f12라 할 때, 0.75 < f12/f < 1.3를 만족하고,
    상기 제5 렌즈의 상측 면으로부터 상기 촬상면까지의 거리를 BFL이라 할 때,
    1.3 < TTL/BFL < 3.5을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 포함하는 상기 광학계의 화각을 FOV라 할 때,
    FOV ≤ 40°을 만족하는 촬상 광학계.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 물체측 면이 오목하고 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상측 면이 볼록하고,
    상기 제3 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제5 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고,
    상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 상기 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되는 촬상 광학계.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈의 상측 면의 유효 반경을 DF, 상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면의 유효 반경을 DC라 할 때,
    0.9 < DF/DC < 1.3을 만족하는 촬상 광학계.
  15. 삭제
  16. 삭제
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