KR102500891B1 - Optical system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제2 렌즈; 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제4 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면으로부터 촬상면까지의 거리를 TTL, 촬상면의 대각길이를 Imgh라 할 때, TTL/Imgh < 0.69를 만족하고, 상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면의 곡률 반경을 R1, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 전체 초점거리를 f라 할 때, R1/f < 0.42을 만족할 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes: first lenses having positive refractive power, having a convex object-side surface and a concave image-side surface, sequentially arranged from the object side; a second lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave; a third lens having positive refractive power and having a convex object-side surface; a fourth lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave; a fifth lens having positive refractive power; and a sixth lens having negative refractive power, wherein TTL/Imgh < 0.69 is satisfied when the distance from the object-side surface of the first lens to the imaging surface is TTL and the diagonal length of the imaging surface is Imgh. When R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens and f is the total focal length of the first to sixth lenses, R1/f < 0.42 may be satisfied.

Description

촬상 광학계{Optical system}Imaging optical system {Optical system}

본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to an imaging optical system.

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.Recent portable terminals are equipped with cameras to enable video calls and photo taking. In addition, as the function occupied by the camera in the portable terminal gradually increases, the demand for high resolution and high performance of the camera for the portable terminal is gradually increasing.

그런데 휴대용 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.However, since portable terminals tend to become smaller or lighter, there is a limit to implementing high-resolution and high-performance cameras.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 촬상 광학계를 구성하고 있다.In order to solve this problem, recently, a lens of a camera is made of a plastic material that is lighter than glass, and an imaging optical system is configured with 5 or more lenses to realize high resolution.

등록특허공보 제10-1504035호Registered Patent Publication No. 10-1504035

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 저조도 환경에서도 일정한 해상도를 구현할 수 있고, 넓은 화각을 갖는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment of the present invention is to provide an imaging optical system capable of implementing a constant resolution even in a low light environment and having a wide angle of view.

또한, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an imaging optical system capable of improving an aberration reducing effect and realizing high resolution.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제2 렌즈; 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈; 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제4 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면으로부터 촬상면까지의 거리를 TTL, 촬상면의 대각길이를 Imgh라 할 때, TTL/Imgh < 0.69를 만족하고, 상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면의 곡률 반경을 R1, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 전체 초점거리를 f라 할 때, R1/f < 0.42을 만족할 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes: first lenses having positive refractive power, having a convex object-side surface and a concave image-side surface, sequentially arranged from the object side; a second lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave; a third lens having positive refractive power and having a convex object-side surface; a fourth lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave; a fifth lens having positive refractive power; and a sixth lens having negative refractive power, wherein TTL/Imgh < 0.69 is satisfied when the distance from the object-side surface of the first lens to the imaging surface is TTL and the diagonal length of the imaging surface is Imgh. When R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens and f is the total focal length of the first to sixth lenses, R1/f < 0.42 may be satisfied.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 저조도 환경에서도 일정한 해상도를 구현할 수 있고, 넓은 화각을 구현할 수 있다.According to the imaging optical system according to an embodiment of the present invention, it is possible to implement a constant resolution and a wide angle of view even in a low light environment.

또한, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있다.In addition, the aberration improvement effect can be improved and high resolution can be realized.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 4는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 7은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 8은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 11은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 12는 도 9에 도시된 촬상 광학계의 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이다.1 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention;
2 is a curve showing aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 1;
3 is a table showing the characteristics of each lens of the imaging optical system shown in FIG. 1;
4 is a table showing aspheric coefficients of lenses of the imaging optical system shown in FIG. 1;
5 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a second embodiment of the present invention;
6 is a curve showing aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 5;
7 is a table showing the characteristics of each lens of the imaging optical system shown in FIG. 5;
8 is a table showing aspheric coefficients of lenses of the imaging optical system shown in FIG. 5;
9 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a third embodiment of the present invention;
10 is a curve showing aberration characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 9;
11 is a table showing the characteristics of each lens of the imaging optical system shown in FIG. 9;
FIG. 12 is a table showing aspheric coefficients of lenses of the imaging optical system shown in FIG. 9 .

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented examples.

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.For example, those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may easily suggest other embodiments included in the scope of the spirit of the present invention by adding, changing, or deleting components, but this is also the spirit of the present invention. will be said to be within the scope of

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.In addition, throughout the specification, 'including' a certain element means that other elements may be further included, rather than excluding other elements unless otherwise stated.

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.In the following lens configuration diagram, the thickness, size, and shape of the lens are somewhat exaggerated for description, and in particular, the spherical or aspherical shape presented in the lens configuration diagram is only presented as an example and is not limited thereto.

제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.The first lens means a lens closest to the object side, and the sixth lens means a lens closest to the image sensor.

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, FOV(촬상 광학계의 화각)의 단위는 Degree 이다.Further, in each lens, the first surface means a surface close to the object side (or object-side surface), and the second surface means a surface close to the image side (or image side surface). In addition, in this specification, values for radius of curvature and thickness of lenses are all in mm, and the unit of FOV (angle of view of imaging optical system) is degree.

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.In addition, in the description of the shape of each lens, the convex shape of one surface means that the paraxial region portion of the corresponding surface is convex, and the concave shape of one surface means that the paraxial region portion of the corresponding surface is concave. Therefore, even if one surface of the lens is described as having a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Likewise, even if one surface of the lens is described as having a concave shape, the edge portion of the lens may be convex.

한편, 근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.Meanwhile, the paraxial region means a very narrow region near an optical axis.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 6매의 렌즈를 포함한다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes 6 lenses.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함한다.For example, an imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens, and a sixth lens sequentially disposed from the object side.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 6매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.However, the imaging optical system according to an embodiment of the present invention is not composed of only 6 lenses and may further include other components as needed.

예를 들어, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.For example, the imaging optical system may further include an image sensor for converting an incident image of a subject into an electrical signal.

또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 필터는 제6 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다.In addition, the imaging optical system may further include an infrared filter for blocking infrared rays. An infrared filter is disposed between the sixth lens and the image sensor.

또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개는 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치될 수 있다.In addition, the imaging optical system may further include a diaphragm for adjusting the amount of light. For example, the diaphragm may be disposed between the second lens and the third lens.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제6 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The first to sixth lenses constituting the imaging optical system according to an embodiment of the present invention may be made of a plastic material.

아울러, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가진다. 또한, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.In addition, at least one of the first to sixth lenses has an aspherical surface. Also, each of the first to sixth lenses may have at least one aspherical surface.

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.That is, at least one of the first and second surfaces of the first to sixth lenses may be an aspherical surface. Here, the aspheric surfaces of the first to sixth lenses are expressed by Equation 1.

Figure 112022100583881-pat00001
Figure 112022100583881-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.In Equation 1, c is the curvature of the lens (the reciprocal of the radius of curvature), K is the conic constant, and Y represents the distance from an arbitrary point on the aspheric surface of the lens to the optical axis. In addition, the constants A to F mean aspheric coefficients. And Z represents the distance from an arbitrary point on the aspheric surface of the lens to the apex of the aspherical surface.

제1 렌즈 내지 제6 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/부/부/정 또는 정/부/정/부/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.The imaging optical system composed of the first to sixth lenses may have positive/negative/positive/negative/negative/positive or positive/negative/positive/negative/positive/negative refractive power in order from the object side.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Conditional Expressions.

[조건식 1] Fno < 1.8[Conditional Expression 1] Fno < 1.8

[조건식 2] FOV > 82°[Conditional Expression 2] FOV > 82°

[조건식 3] R1/f < 0.42[Conditional Expression 3] R1/f < 0.42

[조건식 4] R4/f < 0.65[Conditional Expression 4] R4/f < 0.65

[조건식 5] |f6| > 25[Conditional expression 5] |f6| > 25

[조건식 6] v2 < 21[Conditional expression 6] v2 < 21

[조건식 7] TTL/Imgh < 0.69[Conditional Expression 7] TTL/Imgh < 0.69

조건식들에서 Fno는 촬상 광학계의 밝기를 나타내는 상수이고, FOV는 촬상 광학계의 화각이고, R1은 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, R4는 제2 렌즈의 상측 면의 곡률 반경이고, f6은 제6 렌즈의 초점거리이고, v2는 제2 렌즈의 아베수이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, Imgh는 이미지 센서의 상면의 대각길이이다.In the conditional expressions, Fno is a constant representing the brightness of the imaging optical system, FOV is the angle of view of the imaging optical system, R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens, f is the total focal length of the imaging optical system, and R4 is the second is the radius of curvature of the image side surface of the lens, f6 is the focal length of the sixth lens, v2 is the Abbe number of the second lens, TTL is the distance from the object side surface of the first lens to the image sensor image surface, Imgh is It is the diagonal length of the upper surface of the image sensor.

다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제6 렌즈를 설명한다.Next, the first to sixth lenses constituting the imaging optical system according to an embodiment of the present invention will be described.

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.The first lens has a positive refractive power. In addition, the first lens may have a meniscus shape convex toward the object side. In other words, the first surface of the first lens may be convex in the paraxial region, and the second surface may be concave in the paraxial region.

제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one of the first surface and the second surface of the first lens may be an aspheric surface. For example, both surfaces of the first lens may be aspherical.

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.The second lens has negative refractive power. In addition, the second lens may have a meniscus shape convex toward the object side. In other words, the first surface of the second lens may be convex in the paraxial region, and the second surface may be concave in the paraxial region.

제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one surface of the first surface and the second surface of the second lens may be an aspheric surface. For example, both surfaces of the second lens may be aspherical.

제3 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 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.The third lens has positive refractive power. In addition, the third lens may have a meniscus shape convex toward the object side. In other words, the first surface of the third lens may be convex in the paraxial region, and the second surface may be concave in the paraxial region.

이와는 달리, 제3 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.Alternatively, the third lens may have a convex shape on both sides. In other words, the first and second surfaces of the third lens may be convex in the paraxial region.

제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one surface of the first surface and the second surface of the third lens may be aspheric. For example, both surfaces of the third lens may be aspherical.

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.The fourth lens has negative refractive power. In addition, the fourth lens may have a meniscus shape convex toward the object side. In other words, the first surface of the fourth lens may be convex in the paraxial region, and the second surface may be concave in the paraxial region.

제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one surface of the first surface and the second surface of the fourth lens may be an aspheric surface. For example, both surfaces of the fourth lens may be aspherical.

제5 렌즈는 정 또는 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.The fifth lens has positive or negative refractive power. In addition, the fifth lens may have a meniscus shape convex upward. In other words, the first surface of the fifth lens may be concave in the paraxial region, and the second surface may be convex in the paraxial region.

제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one surface of the first surface and the second surface of the fifth lens may be aspheric. For example, both surfaces of the fifth lens may be aspheric.

제6 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제6 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제6 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.The sixth lens has positive or negative refractive power. In addition, the sixth lens may have a meniscus shape convex toward the object side. In other words, the first surface of the sixth lens may be convex in the paraxial region, and the second surface may be concave in the paraxial region.

제6 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.At least one surface of the first surface and the second surface of the sixth lens may be an aspherical surface. For example, both surfaces of the sixth lens may be aspherical.

또한, 제6 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제6 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first surface and the second surface of the sixth lens. For example, the first surface of the sixth lens may be convex in the paraxial region and concave toward the edge. In addition, the second surface of the sixth lens may be concave in the paraxial region and convex toward the edge.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.In the imaging optical system configured as described above, since a plurality of lenses perform an aberration correction function, aberration improvement performance can be improved.

또한, 촬상 광학계는 1.8 이하의 Fno(촬상 광학계의 밝기를 나타내는 상수)를 가지므로, 조도가 낮은 환경에서도 물체를 선명하게 촬영할 수 있다.In addition, since the imaging optical system has Fno (a constant indicating the brightness of the imaging optical system) of 1.8 or less, it is possible to clearly photograph an object even in an environment with low illumination.

또한, 촬상 광학계는 화각(FOV)이 82°보다 큰 광각 렌즈의 특징을 가진다.In addition, the imaging optical system has a feature of a wide-angle lens having an angle of view (FOV) greater than 82°.

따라서, 화각이 좁은(망원 렌즈) 다른 촬상 광학계와 함께 사용하여 줌배율을 크게 구현할 수 있다.Therefore, it is possible to realize a large zoom magnification by using it together with another imaging optical system having a narrow angle of view (telephoto lens).

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 .

본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150) 및 제6 렌즈(160)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(170) 및 이미지 센서(180)를 더 포함할 수 있다.An imaging optical system according to a first embodiment of the present invention includes a first lens 110, a second lens 120, a third lens 130, a fourth lens 140, a fifth lens 150, and a sixth lens. 160, and may further include an aperture ST, an infrared cut filter 170, and an image sensor 180.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 3에 도시된 표와 같다.The lens characteristics of each lens (radius of curvature, thickness of the lens or distance between the lenses, index of refraction, and Abbe number) are shown in the table shown in FIG. 3 .

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.In the first embodiment of the present invention, the first lens 110 has positive refractive power, the first surface of the first lens 110 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 110 is It is concave in the paraxial region.

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.The second lens 120 has negative refractive power, the first surface of the second lens 120 is convex in the paraxial region, and the second surface of the second lens 120 is concave in the paraxial region.

제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 130 has positive refractive power, a first surface of the third lens 130 is convex in the paraxial region, and a second surface of the third lens 130 is concave in the paraxial region.

제4 렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 140 has negative refractive power, a first surface of the fourth lens 140 is convex in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 140 is concave in the paraxial region.

제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fifth lens 150 has negative refractive power, a first surface of the fifth lens 150 is concave in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 150 is convex in the paraxial region.

제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(160)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(160)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 160 has positive refractive power, a first surface of the sixth lens 160 is convex in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 160 is concave in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(160)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first surface and the second surface of the sixth lens 160 .

한편, 제1 렌즈(110) 내지 제6 렌즈(160)의 각 면은 도 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제6 렌즈(160)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 110 to the sixth lens 160 has an aspherical surface coefficient as shown in FIG. 4 . For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 110 to the sixth lens 160 are aspheric surfaces.

그리고, 조리개(stop)는 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.Also, a stop may be disposed between the second lens 120 and the third lens 130 .

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.Also, the imaging optical system configured as described above may have aberration characteristics shown in FIG. 2 .

도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8 .

본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250) 및 제6 렌즈(260)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(270) 및 이미지 센서(280)를 더 포함할 수 있다.An imaging optical system according to a second embodiment of the present invention includes a first lens 210, a second lens 220, a third lens 230, a fourth lens 240, a fifth lens 250, and a sixth lens. 260, and may further include an aperture ST, an infrared cut filter 270, and an image sensor 280.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 7에 도시된 표와 같다.The lens characteristics of each lens (radius of curvature, thickness of the lens or distance between the lenses, index of refraction, and Abbe number) are shown in the table shown in FIG. 7 .

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.In the second embodiment of the present invention, the first lens 210 has a positive refractive power, the first surface of the first lens 210 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 210 is It is concave in the paraxial region.

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.The second lens 220 has negative refractive power, the first surface of the second lens 220 is convex in the paraxial region, and the second surface of the second lens 220 is concave in the paraxial region.

제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The third lens 230 has positive refractive power, and the first and second surfaces of the third lens 230 are convex in the paraxial region.

제4 렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 240 has negative refractive power, a first surface of the fourth lens 240 is convex in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 240 is concave in the paraxial region.

제5 렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fifth lens 250 has positive refractive power, a first surface of the fifth lens 250 is concave in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 250 is convex in the paraxial region.

제6 렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 260 has negative refractive power, a first surface of the sixth lens 260 is convex in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 260 is concave in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(260)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first surface and the second surface of the sixth lens 260 .

한편, 제1 렌즈(210) 내지 제6 렌즈(260)의 각 면은 도 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제6 렌즈(260)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 210 to the sixth lens 260 has an aspherical surface coefficient as shown in FIG. 8 . For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 210 to the sixth lens 260 are aspherical surfaces.

그리고, 조리개(stop)는 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230) 사이에 배치될 수 있다.Also, a stop may be disposed between the second lens 220 and the third lens 230 .

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.Also, the imaging optical system configured as described above may have aberration characteristics shown in FIG. 6 .

도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 12 .

본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350) 및 제6 렌즈(360)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(370) 및 이미지 센서(380)를 더 포함할 수 있다.An imaging optical system according to a third embodiment of the present invention includes a first lens 310, a second lens 320, a third lens 330, a fourth lens 340, a fifth lens 350, and a sixth lens. An optical system including 360 may be included, and an aperture ST, an infrared cut filter 370 and an image sensor 380 may be further included.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 10에 도시된 표와 같다.The lens characteristics of each lens (radius of curvature, thickness of the lens or distance between the lenses, index of refraction, and Abbe number) are shown in the table shown in FIG. 10 .

본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.In the third embodiment of the present invention, the first lens 310 has a positive refractive power, the first surface of the first lens 310 is convex in the paraxial region, and the second surface of the first lens 310 is It is concave in the paraxial region.

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.The second lens 320 has negative refractive power, the first surface of the second lens 320 is convex in the paraxial region, and the second surface of the second lens 320 is concave in the paraxial region.

제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The third lens 330 has a positive refractive power, and the first and second surfaces of the third lens 330 are convex in the paraxial region.

제4 렌즈(340)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(340)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The fourth lens 340 has negative refractive power, a first surface of the fourth lens 340 is convex in the paraxial region, and a second surface of the fourth lens 340 is concave in the paraxial region.

제5 렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(350)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fifth lens 350 has positive refractive power, a first surface of the fifth lens 350 is concave in the paraxial region, and a second surface of the fifth lens 350 is convex in the paraxial region.

제6 렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 360 has negative refractive power, a first surface of the sixth lens 360 is convex in the paraxial region, and a second surface of the sixth lens 360 is concave in the paraxial region.

또한, 제6 렌즈(360)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다.In addition, at least one inflection point is formed on at least one of the first surface and the second surface of the sixth lens 360 .

한편, 제1 렌즈(310) 내지 제6 렌즈(360)의 각 면은 도 12에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제6 렌즈(360)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.Meanwhile, each surface of the first lens 310 to the sixth lens 360 has an aspherical surface coefficient as shown in FIG. 12 . For example, both the object-side surface and the image-side surface of the first lens 310 to the sixth lens 360 are aspheric surfaces.

그리고, 조리개(stop)는 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330) 사이에 배치될 수 있다.Also, a stop may be disposed between the second lens 320 and the third lens 330 .

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 10에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.In addition, the imaging optical system configured as described above may have aberration characteristics shown in FIG. 10 .

Figure 112022100583881-pat00002
Figure 112022100583881-pat00002

표 1에서, Fno는 촬상 광학계의 밝기를 나타내는 상수이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, SL은 조리개로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, Imgh는 이미지 센서의 상면의 대각길이이고, FOV는 촬상 광학계의 화각이고, R1은 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, R4는 제2 렌즈의 상측 면의 곡률 반경이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f1은 제1 렌즈의 초점거리이고, f2는 제2 렌즈의 초점거리이고, f3은 제3 렌즈의 초점거리이고, f4는 제4 렌즈의 초점거리이고, f5는 제5 렌즈의 초점거리이고, f6은 제6 렌즈의 초점거리이고, v2는 제2 렌즈의 아베수이다.In Table 1, Fno is a constant representing the brightness of the imaging optical system, TTL is the distance from the object-side surface of the first lens to the top surface of the image sensor, SL is the distance from the aperture to the top surface of the image sensor, and Imgh is the image is the diagonal length of the image surface of the sensor, FOV is the angle of view of the imaging optical system, R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens, R4 is the radius of curvature of the image-side surface of the second lens, f is the total focus of the imaging optical system distance, f1 is the focal length of the first lens, f2 is the focal length of the second lens, f3 is the focal length of the third lens, f4 is the focal length of the fourth lens, and f5 is the focal length of the fifth lens distance, f6 is the focal length of the sixth lens, and v2 is the Abbe's number of the second lens.

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.In the above, the configuration and characteristics of the present invention have been described based on the embodiments according to the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art, and therefore such changes or modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

110, 210, 310: 제1 렌즈
120, 220, 320: 제2 렌즈
130, 230, 330: 제3 렌즈
140, 240, 340: 제4 렌즈
150, 250, 350: 제5 렌즈
160, 260, 360: 제6 렌즈
170, 270, 370: 적외선 차단필터
180, 280, 380: 이미지 센서110, 210, 310: first lens
120, 220, 320: second lens
130, 230, 330: third lens
140, 240, 340: fourth lens
150, 250, 350: 5th lens
160, 260, 360: sixth lens
170, 270, 370: infrared cut filter
180, 280, 380: image sensor

Claims (10)

물체측으로부터 순서대로 배치된,
정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제1 렌즈;
부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제2 렌즈;
정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈;
부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 제4 렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및
부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈;를 포함하며,
상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면으로부터 촬상면까지의 거리를 TTL, 촬상면의 대각길이를 Imgh라 할 때,
TTL/Imgh < 0.69를 만족하고,
상기 제1 렌즈의 상기 물체측 면의 곡률 반경을 R1, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 전체 초점거리를 f라 할 때,
R1/f < 0.42을 만족하는 촬상 광학계.
Arranged in order from the object side,
a first lens having positive refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave;
a second lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave;
a third lens having positive refractive power and having a convex object-side surface;
a fourth lens having negative refractive power, an object-side surface being convex, and an image-side surface being concave;
a fifth lens having positive refractive power; and
A sixth lens having negative refractive power; includes,
When the distance from the object side surface of the first lens to the imaging surface is TTL and the diagonal length of the imaging surface is Imgh,
satisfies TTL/Imgh < 0.69,
When the radius of curvature of the object-side surface of the first lens is R1 and the total focal length of the first lens to the sixth lens is f,
An imaging optical system that satisfies R1/f < 0.42.
 제1항에 있어서,
상기 제2 렌즈의 아베수를 v2라 할 때,
v2 < 21을 만족하는 촬상 광학계.
According to claim 1,
When the Abbe number of the second lens is v2,
An imaging optical system that satisfies v2 < 21.
 제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈를 포함하는 광학계의 밝기를 나타내는 상수를 Fno라 할 때, Fno < 1.8을 만족하는 촬상 광학계.
According to claim 1,
Where Fno is a constant representing the brightness of the optical system including the first lens to the sixth lens, Fno < 1.8 is satisfied.
 제1항에 있어서,
화각이 82°보다 큰 촬상 광학계.
According to claim 1,
Imaging optics with an angle of view greater than 82°.
 제1항에 있어서,
상기 제3 렌즈는 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
According to claim 1,
The third lens has a concave image-side surface.
 제1항에 있어서,
상기 제3 렌즈는 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
According to claim 1,
The third lens has a convex image-side surface.
 제1항에 있어서,
상기 제5 렌즈는 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
According to claim 1,
The fifth lens has a convex image-side surface.
 제7항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
According to claim 7,
The sixth lens has a concave image-side surface.
 제1항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점을 갖는 촬상 광학계.
According to claim 1,
The sixth lens has at least one inflection point on at least one of an object-side surface and an image-side surface.
 제9항에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제6 렌즈는 플라스틱 재질인 촬상 광학계.
According to claim 9,
The first lens to the sixth lens are made of a plastic material.
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