KR102608096B1 - Optical Imaging System - Google Patents

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Abstract

본 발명의 촬상 광학계는 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치된다.The imaging optical system of the present invention includes a first lens having positive refractive power and having a convex image side; a second lens having positive refractive power; a third lens having negative refractive power; a fourth lens having positive refractive power; and a fifth lens having positive refractive power, wherein the first to fifth lenses are sequentially arranged from the object side to the image surface.

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}Optical Imaging System

본 발명은 가시광선 영역 및 근적외선 영역에서 모두 물체를 촬영할 수 있는 촬상 광학계에 관한 것이다. The present invention relates to an imaging optical system capable of photographing objects in both the visible light region and the near-infrared region.

소형 감시 카메라는 차량에 장착되어 차량의 전방 및 후방 시야를 촬영한다. 예를 들어, 소형 감시 카메라는 차량의 실내 거울(rearview mirror)에 장착되어 차량의 전방에 전개되는 이동차량, 보행자 등을 촬영한다.Small surveillance cameras are mounted on vehicles and capture the front and rear views of the vehicle. For example, a small surveillance camera is mounted on the rearview mirror of a vehicle and photographs moving vehicles, pedestrians, etc. in front of the vehicle.

이러한 소형 감시 카메라는 주간환경뿐만 아니라 야간환경에서도 촬영을 해야 한다. 그러나 야간환경은 낮은 조도를 가지므로, 물체의 선명한 촬영이 어렵다. 특히, 차량에 장착되는 소형 감시 카메라는 크기의 제약을 받으므로, 작은 크기를 가지면서 가시광선 영역 및 근적외선 영역에서 모두 촬영이 가능한 광학계의 탑재가 필요하다.These small surveillance cameras must take pictures not only in daytime environments but also in nighttime environments. However, because the night environment has low illumination, it is difficult to take clear pictures of objects. In particular, since small surveillance cameras mounted on vehicles are limited in size, it is necessary to install an optical system that is small in size and capable of capturing images in both the visible and near-infrared regions.

USUS 2006-01039472006-0103947 A1A1 USUS 2010-01035392010-0103539 A1A1 USUS 2014-01464052014-0146405 A1A1

본 발명은 낮은 조도 환경에서 선명한 촬영이 가능한 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide an imaging optical system capable of clear photography in a low-illuminance environment.

상기 목적을 달성하기 위한 촬상 광학계는 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치된다.An imaging optical system for achieving the above purpose includes a first lens having a positive refractive power and a convex image side; a second lens having positive refractive power; a third lens having negative refractive power; a fourth lens having positive refractive power; and a fifth lens having positive refractive power, wherein the first to fifth lenses are sequentially arranged from the object side to the image surface.

본 발명은 낮은 조도 환경에서 선명한 촬영이 가능하다.The present invention enables clear shooting in a low-light environment.

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 렌즈 특성을 나타낸 표
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 렌즈 특성을 나타낸 표
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 9는 도 7에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표1 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the aberration curve of the imaging optical system shown in Figure 1
Figure 3 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in Figure 1
4 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a second embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the aberration curve of the imaging optical system shown in Figure 4
Figure 6 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in Figure 4
7 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a third embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing the aberration curve of the imaging optical system shown in Figure 7
Figure 9 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system shown in Figure 7

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached illustration 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 function of each component, and should not be understood 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, the fact that a certain configuration is 'connected' to another configuration includes not only the case where these configurations are 'directly connected', but also the case where they are 'indirectly connected' with another configuration in between. means that In addition, 'including' a certain component means that other components may be further included rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TL, Y(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TL은 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 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 this specification, the first lens refers to the lens closest to the object (or subject), and the fifth lens refers to the lens closest to the image surface (or image sensor). In this specification, the units of lens radius of curvature, thickness, TL, Y (1/2 of the diagonal length of the image surface), and focal length are all in mm units. In addition, the thickness of the lens, the distance between lenses, and TL are distances measured based on the optical axis of the lens. In addition, in the description of the shape of the lens, the shape of one side being convex means that the optical axis part of the surface is convex, and the shape of one side being concave means that the optical axis part of the 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 side of the lens is described as having a concave shape, the edge of the lens may be convex.

촬상 광학계는 복수의 렌즈로 이루어지는 광학계를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계의 광학계는 굴절력을 갖는 5매의 렌즈로 이루어진다. 그러나 촬상 광학계가 굴절력을 갖는 렌즈만으로 구성되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개(stop)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 광학계를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(즉, 촬상 소자)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.The imaging optical system includes an optical system consisting of a plurality of lenses. For example, the optical system of the imaging optical system consists of five lenses with refractive power. However, the imaging optical system does not consist only of lenses with refractive power. For example, the imaging optical system may include an aperture (stop) to adjust the amount of light. Additionally, the imaging optical system may further include an image sensor (ie, an imaging device) for converting an image of a subject incident through the optical system into an electrical signal. Additionally, the imaging optical system may further include a gap maintenance member for adjusting the distance between the lenses.

제1렌즈 내지 제5렌즈는 공기와 다른 굴절률을 갖는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제5렌즈는 플라스틱 또는 유리 재질로 이루어진다. The first to fifth lenses are made of a material with a refractive index different from that of air. For example, the first to fifth lenses are made of plastic or glass.

촬상 광학계는 5매의 렌즈, 이미지 센서, 조리개를 포함한다. 다음에서는 전술된 구성들을 설명한다.The imaging optical system includes five lenses, an image sensor, and an aperture. In the following, the above-described configurations are explained.

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 상 측면이 볼록한 형상이다.The first lens has a convex shape on one side. For example, the first lens has a convex image side.

제1렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 구면일 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. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.The first lens includes a spherical surface. For example, both sides of the first lens may be spherical. The first lens can be made of a material with high light transmittance and excellent processability. For example, the first lens may be made of glass. However, the material of the first lens is not limited to glass. For example, the first lens may be made of plastic material.

제1렌즈는 소정의 굴절률을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.70 이상일 수 있다.The first lens has a predetermined refractive index. For example, the refractive index of the first lens may be 1.70 or more.

제2렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 정의 굴절력을 가진다. The second lens has refractive power. For example, the second lens has positive refractive power.

제2렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 상 측면이 오목한 형상일 수 있다. The second lens has a concave shape on one side. For example, the second lens may have a concave image side.

제2렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 양면이 구면일 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. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수도 있다.The second lens includes a spherical surface. For example, both sides of the second lens may be spherical. The second lens can be made of a material with high light transmittance and excellent processability. For example, the second lens may be made of glass. However, the material of the second lens is not limited to glass. For example, the second lens may be made of plastic material.

제2렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.90 이상일 수 있다.The second lens may have a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the second lens may be 1.90 or more.

제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.The third lens has refractive power. For example, the third lens may have negative refractive power.

제3렌즈는 적어도 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다.The third lens has a concave shape on at least one side. For example, the third lens may have a concave shape on both sides.

제3렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈는 양면이 구면일 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. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.The third lens includes a spherical surface. For example, both sides of the third lens may be spherical. The third lens can be made of a material with high light transmittance and excellent processability. For example, the third lens may be made of glass. However, the material of the third lens is not limited to glass. For example, the third lens may be made of plastic material.

제3렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.90 이상일 수 있다. 제3렌즈는 제1렌즈보다 낮은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈의 아베수는 25 이하일 수 있다.The third lens may have a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the third lens may be 1.90 or more. The third lens may have a lower Abbe number than the first lens. For example, the Abbe number of the third lens may be 25 or less.

제4렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 정의 굴절력을 가진다.The fourth lens has refractive power. For example, the fourth lens has positive refractive power.

제4렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상일 수 있다.The fourth lens has a concave shape on one side. For example, the fourth lens may have a concave shape on the side of the object.

제4렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 유리로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. The fourth lens includes a spherical surface. For example, both sides of the fourth lens may be spherical. The fourth lens can be made of a material with high light transmittance and excellent processability. For example, the fourth lens may be made of glass. However, the material of the fourth lens is not limited to glass. For example, the fourth lens may be made of plastic material.

제4렌즈는 제3렌즈보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.90 미만일 수 있다. 제4렌즈는 제3렌즈보다 높은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈의 아베수는 40 이상일 수 있다.The fourth lens may have a lower refractive index than the third lens. For example, the refractive index of the fourth lens may be less than 1.90. The fourth lens may have a higher Abbe number than the third lens. For example, the Abbe number of the fourth lens may be 40 or more.

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 적어도 일면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다.The fifth lens may have a convex shape on at least one side. For example, the fifth lens may have a shape where both sides are convex.

제5렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 유리로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. The fifth lens includes a spherical surface. For example, both sides of the fifth lens may be spherical. The fifth lens can be made of a material with high light transmittance and excellent processability. For example, the fifth lens may be made of glass. However, the material of the fifth lens is not limited to glass. For example, the fifth lens may be made of plastic material.

제5렌즈는 제3렌즈보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.90 미만일 수 있다. 제5렌즈는 제3렌즈보다 높은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈의 아베수는 40 이상일 수 있다.The fifth lens may have a lower refractive index than the third lens. For example, the refractive index of the fifth lens may be less than 1.90. The fifth lens may have a higher Abbe number than the third lens. For example, the Abbe number of the fifth lens may be 40 or more.

이미지 센서는 고해상도를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서를 구성하는 픽셀의 단위크기는 1.12 ㎛ 이하일 수 있다. 이미지 센서의 표면은 상이 맺히는 상면을 형성할 수 있다.The image sensor may be configured to implement high resolution. For example, the unit size of the pixels constituting the image sensor may be 1.12 ㎛ or less. The surface of the image sensor may form an upper surface on which an image is formed.

조리개는 렌즈와 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 조리개는 제2렌즈와 제3렌즈의 사이에 배치될 수 있다. 이와 같이 배치된 조리개는 이미지 센서로 입사되는 광량을 조정할 수 있다.The aperture may be placed between the lenses. For example, the aperture may be disposed between the second lens and the third lens. The aperture arranged in this way can adjust the amount of light incident on the image sensor.

촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.The imaging optical system can satisfy the following conditional expressions.

[조건식] -6.5 < {(1/f)*(Y/tanθ)-1}*100 < -1.0[Conditional expression] -6.5 < {(1/f)*(Y/tanθ)-1}*100 < -1.0

[조건식] TL/2Y < 2.0[Conditional expression] TL/2Y < 2.0

[조건식] -7.0 < R1/f < 5.0[Conditional expression] -7.0 < R1/f < 5.0

[조건식] -5.5 < (R1+R2)/(R1-R2) < 5.5[Conditional expression] -5.5 < (R1+R2)/(R1-R2) < 5.5

[조건식] 0.2 < f/f1 < 0.6[Conditional expression] 0.2 < f/f1 < 0.6

[조건식] -2.5 < f/f3 < -1.5[Conditional expression] -2.5 < f/f3 < -1.5

[조건식] 1.5 < f/EPD < 2.1[Conditional expression] 1.5 < f/EPD < 2.1

[조건식] 5.0 < (t1+t2)/t3 < 12.0[Conditional expression] 5.0 < (t1+t2)/t3 < 12.0

[조건식] 0 ≤ |n1 - n2| ≤ 0.2[Conditional expression] 0 ≤ |n1 - n2| ≤ 0.2

상기 조건식에서 f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, 2Y는 상면의 대각길이이고, Y는 2Y의 1/2이고, θ는 촬상 광학계의 반화각이고, R1은 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, R2는 제1렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, f1은 제1렌즈의 초점거리이고, f3는 제3렌즈의 초점거리이고, EPD는 입사동의 지름이고, t1은 제1렌즈의 광축 중심의 두께이고, t2는 제2렌즈의 광축 중심의 두께이고, t3은 제3렌즈의 광축 중심의 두께이고, n1은 제1렌즈의 굴절률이고, n2는 제2렌즈의 굴절률이다.In the above conditional expression, f is the total focal length of the imaging optical system, 2Y is the diagonal length of the image surface, Y is 1/2 of 2Y, θ is the half angle of view of the imaging optical system, and R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens. , R2 is the radius of curvature of the image side of the first lens, f1 is the focal length of the first lens, f3 is the focal length of the third lens, EPD is the diameter of the entrance pupil, and t1 is the optical axis center of the first lens. is the thickness, t2 is the thickness of the optical axis center of the second lens, t3 is the thickness of the optical axis center of the third lens, n1 is the refractive index of the first lens, and n2 is the refractive index of the second lens.

상기 조건식들을 만족하는 촬상 광학계는 소형화 및 고해상도의 구현이 가능하다.An imaging optical system that satisfies the above conditional equations can be realized in miniaturization and high resolution.

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 .

촬상 광학계(100)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150)로 구성된다. The imaging optical system 100 is composed of a plurality of lenses having refractive power. For example, the imaging optical system 100 consists of a first lens 110, a second lens 120, a third lens 130, a fourth lens 140, and a fifth lens 150.

본 실시 예에서, 제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(120)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 조리개(ST)는 제2렌즈와 제3렌즈의 사이에 배치된다.In this embodiment, the first lens 110 has positive refractive power and has a shape in which the object side is concave and the image side is convex. The second lens 120 has positive refractive power and has a shape where the object side is convex and the image side is concave. The third lens 130 has negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fourth lens 140 has positive refractive power and has a shape in which the object side is concave and the image side is convex. The fifth lens 150 has positive refractive power and has a shape where both sides are convex. The aperture ST is disposed between the second lens and the third lens.

촬상 광학계(100)는 상면을 형성하는 구성을 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 이미지 센서(160)를 포함한다.The imaging optical system 100 includes a component that forms an image surface. For example, the imaging optical system includes an image sensor 160.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 3은 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristics shown in FIG. 2. Figure 3 is a table showing lens characteristics of an imaging optical system according to the first embodiment.

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 .

촬상 광학계(200)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250)로 구성된다. The imaging optical system 200 is composed of a plurality of lenses having refractive power. For example, the imaging optical system 200 consists of a first lens 210, a second lens 220, a third lens 230, a fourth lens 240, and a fifth lens 250.

본 실시 예에서, 제1렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(220)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 조리개(ST)는 제2렌즈와 제3렌즈의 사이에 배치된다.In this embodiment, the first lens 210 has positive refractive power and has a shape where the object side is concave and the image side is convex. The second lens 220 has positive refractive power and has a shape where the object side is convex and the image side is concave. The third lens 230 has negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fourth lens 240 has positive refractive power and has a shape in which the object side is concave and the image side is convex. The fifth lens 250 has positive refractive power and has a convex shape on both sides. The aperture ST is disposed between the second lens and the third lens.

촬상 광학계(200)는 상면을 형성하는 구성을 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 이미지 센서(260)를 포함한다.The imaging optical system 200 includes a component that forms an image surface. For example, the imaging optical system includes an image sensor 260.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 5에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 6은 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristics shown in FIG. 5. Figure 6 is a table showing lens characteristics of the imaging optical system according to the second embodiment.

도 7을 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 7 .

촬상 광학계(300)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330), 제4렌즈(340), 제5렌즈(350)로 구성된다. The imaging optical system 300 is composed of a plurality of lenses having refractive power. For example, the imaging optical system 300 consists of a first lens 310, a second lens 320, a third lens 330, a fourth lens 340, and a fifth lens 350.

본 실시 예에서, 제1렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(320)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 조리개(ST)는 제2렌즈와 제3렌즈의 사이에 배치된다.In this embodiment, the first lens 310 has positive refractive power and has a convex shape on both sides. The second lens 320 has positive refractive power and has a shape where the object side is convex and the image side is concave. The third lens 330 has negative refractive power and has a concave shape on both sides. The fourth lens 340 has positive refractive power and has a shape in which the object side is concave and the image side is convex. The fifth lens 350 has positive refractive power and has a convex shape on both sides. The aperture ST is disposed between the second lens and the third lens.

촬상 광학계(300)는 상면을 형성하는 구성을 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 이미지 센서(360)를 포함한다.The imaging optical system 300 includes a component that forms an image surface. For example, the imaging optical system includes an image sensor 360.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 8에 도시된 수차 특성을 나타낸다. 도 9은 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내는 표이다.The imaging optical system configured as above exhibits the aberration characteristics shown in FIG. 8. Figure 9 is a table showing the lens characteristics of the imaging optical system according to the third embodiment.

표 1은 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 광학 특성을 나타낸다. 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 대체로 5.9 ~ 6.4 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제1렌즈의 초점거리(f1)는 대체로 12.0 ~ 26.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제2렌즈의 초점거리(f2)는 대체로 11.0 ~ 31.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제3렌즈의 초점거리(f3)는 대체로 -3.3 ~ -2.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제4렌즈의 초점거리(f4)는 대체로 5.0 ~ 6.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제5렌즈의 초점거리(f5)는 대체로 6.0 ~ 10.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 TL은 대체로 9.0 ~ 12.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계의 F number는 1.9 이하일 수 있다. 촬상 광학계에서 EPD는 3.2 ~ 3.4 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계의 전체 화각(2θ)은 52 ~ 57 범위에서 정해질 수 있다. Table 1 shows the optical characteristics of the imaging optical system according to the first to third embodiments. The overall focal length (f) of the imaging optical system can generally be set in the range of 5.9 to 6.4. In an imaging optical system, the focal length (f1) of the first lens can be generally set in the range of 12.0 to 26.0. In an imaging optical system, the focal length (f2) of the second lens can be generally set in the range of 11.0 to 31.0. In an imaging optical system, the focal length (f3) of the third lens can generally be set in the range of -3.3 to -2.0. In the imaging optical system, the focal length (f4) of the fourth lens can be generally set in the range of 5.0 to 6.0. In the imaging optical system, the focal length (f5) of the fifth lens can be generally set in the range of 6.0 to 10.0. In an imaging optical system, TL can generally be set in the range of 9.0 to 12.0. The F number of the imaging optical system may be 1.9 or less. In an imaging optical system, EPD can be set in the range of 3.2 to 3.4. The total field of view (2θ) of the imaging optical system can be set in the range of 52 to 57.

표 2는 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 조건식 값을 나타낸다. 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계는 표 2에서 확인할 수 있듯이 전술된 조건식의 수치범위를 모두 만족한다.Table 2 shows conditional expression values of the imaging optical system according to the first to third embodiments. As can be seen in Table 2, the imaging optical system according to the first to third embodiments satisfies all the numerical ranges of the above-mentioned conditional expressions.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 1.9 이하의 F number를 가지므로, 조도가 낮은 환경뿐만 아니라 가시광선 영역 및 근적외선 영역 모두에서 물체를 선명하게 촬영할 수 있다. 아울러, 본 촬상 광학계는 구면 렌즈를 사용하므로 제작비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 촬상 광학계는 -40 ~ 80 ℃의 온도 범위에서도 일정한 해상도를 보증할 수 있다. 따라서, 본 촬상 광학계는 차량 실내와 같이 온도 변화폭이 큰 환경에서도 높은 해상도를 구현할 수 있다.Since the imaging optical system configured as above has an F number of 1.9 or less, it can clearly photograph objects in both the visible light region and the near-infrared region as well as in low-illuminance environments. In addition, since this imaging optical system uses a spherical lens, production costs can be reduced. Additionally, this imaging optical system can guarantee constant resolution even in the temperature range of -40 to 80 °C. Therefore, this imaging optical system can implement high resolution even in environments with large temperature changes, such as inside a vehicle.

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 to the embodiments described above, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can make any changes without departing from the gist of the technical idea of the present invention as set forth in the following claims. It can be implemented with various changes.

100, 200, 300 촬상 광학계
110, 210, 310 제1렌즈
120, 220, 320 제2렌즈
130, 230, 330 제3렌즈
140, 240, 340 제4렌즈
150, 250, 350 제5렌즈
160, 260, 360 상면 또는 이미지 센서
ST 조리개100, 200, 300 imaging optical system
110, 210, 310 1st lens
120, 220, 320 2nd lens
130, 230, 330 Third lens
140, 240, 340 4th lens
150, 250, 350 5th lens
160, 260, 360 image sensor
ST aperture

Claims (10)

굴절력을 갖는 제1렌즈;
상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈;
굴절력을 갖는 제3렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제4렌즈; 및
굴절력을 갖는 제5렌즈;
를 포함하고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되고, 하기 조건식들을 만족하는 촬상 광학계.
-5.5 < (R1+R2)/(R1-R2) < 5.5
-6.5 < {(1/f)*(Y/tanθ)-1}*100 < -1.0
(상기 조건식에서 R1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, R2는 상기 제1렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, f는 상기 촬상 광학계의 초점거리이고, Y는 상기 상면의 대각길이의 1/2이고, θ는 상기 촬상 광학계의 반화각이다)A first lens having refractive power;
A second lens having a concave image side;
a third lens having refractive power;
a fourth lens having positive refractive power; and
A fifth lens having refractive power;
Including,
The first to fifth lenses are sequentially arranged from the object side to the image surface, and satisfy the following conditional expressions.
-5.5 < (R1+R2)/(R1-R2) < 5.5
-6.5 < {(1/f)*(Y/tanθ)-1}*100 < -1.0
(In the above conditional expression, R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens, R2 is the radius of curvature of the image side of the first lens, f is the focal length of the imaging optical system, and Y is the diagonal length of the image surface. 1/2, and θ is the half angle of view of the imaging optical system) 제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The second lens is an imaging optical system in which the side of the object has a convex shape. 제1항에 있어서,
상기 제3렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The third lens is an imaging optical system whose image side has a concave shape. 제1항에 있어서,
상기 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The fourth lens is an imaging optical system in which the side of the object has a concave shape. 제1항에 있어서,
상기 제4렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The fourth lens is an imaging optical system in which the image side has a convex shape. 제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The fifth lens is an imaging optical system in which the side of the object has a convex shape. 제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
TL/2Y < 2.0
(상기 조건식에서 TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 상면까지의 거리이고, 2Y는 상기 상면의 대각길이이다)According to paragraph 1,
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression.
TL/2Y < 2.0
(In the above conditional expression, TL is the distance from the object side of the first lens to the image surface, and 2Y is the diagonal length of the image surface) 제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
-7.0 < R1/f < 5.0According to paragraph 1,
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression.
-7.0 < R1/f < 5.0 제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
5.0 < (t1+t2)/t3 < 12.0
(상기 조건식에서 t1은 상기 제1렌즈의 광축 중심의 두께이고, t2는 상기 제2렌즈의 광축 중심의 두께이고, t3는 상기 제3렌즈의 광축 중심의 두께이다)According to paragraph 1,
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression.
5.0 < (t1+t2)/t3 < 12.0
(In the above conditional expression, t1 is the thickness of the optical axis center of the first lens, t2 is the thickness of the optical axis center of the second lens, and t3 is the thickness of the optical axis center of the third lens.) 제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 아베수가 40이상인 촬상 광학계.According to paragraph 1,
The fifth lens is an imaging optical system with an Abbe number of 40 or more.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI803895B (en) * 2021-06-29 2023-06-01 先進光電科技股份有限公司 Optical image capturing system
KR102684043B1 (en) 2023-12-19 2024-07-12 주식회사 스마트파워 Biogas generator with variable intercooler using IoT, and its monitoring system and monitoring method
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140211328A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Kantatsu Co., Ltd. Imaging lens

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1628151A4 (en) * 2003-05-27 2007-05-23 Konica Minolta Opto Inc Small imaging lens and imaging device
JP2006126740A (en) 2004-11-01 2006-05-18 Fujinon Corp Photographic optical system having focus function
JP4963187B2 (en) * 2006-04-05 2012-06-27 富士フイルム株式会社 Imaging lens and imaging apparatus
CN100582856C (en) * 2007-09-06 2010-01-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Lens system
KR20100002623A (en) * 2008-06-30 2010-01-07 삼성전기주식회사 Image lens
JP2010107532A (en) 2008-10-28 2010-05-13 Fujinon Corp Imaging lens and imaging apparatus using the imaging lens
JP5588858B2 (en) * 2010-12-28 2014-09-10 カンタツ株式会社 Imaging lens
CN103765279B (en) 2011-08-25 2016-03-02 富士胶片株式会社 Imaging lens and the imaging device comprising this imaging lens
KR101932717B1 (en) * 2012-02-13 2018-12-26 삼성전자주식회사 Imaging lens system
TWI592681B (en) * 2013-08-02 2017-07-21 玉晶光電股份有限公司 Optical imaging lens and the electronic device using the lens
TWI490588B (en) * 2013-08-02 2015-07-01 玉晶光電股份有限公司 Optical imaging lens and electronic device comprising the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140211328A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Kantatsu Co., Ltd. Imaging lens

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