KR102632369B1

KR102632369B1 - 촬상 광학계

Info

Publication number: KR102632369B1
Application number: KR1020230044218A
Authority: KR
Inventors: 유호식; 양동신; 조용주; 서솟음
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2023-04-04
Publication date: 2024-02-02
Also published as: KR102535696B1; KR102425751B1; KR20220105151A; KR20210127662A; KR20230049605A

Abstract

본 발명에 따른 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는, 상 측면이 오목한 제1렌즈; 굴절력을 갖는 제2렌즈; 상 측면이 오목한 제3렌즈; 물체 측면 또는 상 측면이 볼록한 제4렌즈; 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상 측면이 오목한 제6렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제7렌즈;를 포함한다.

Description

촬상 광학계{Imaging Lens System}

본 발명은 7매 렌즈를 포함하는 촬상 광학계에 관한 것이다.

소형 카메라는 무선 단말기에 장착된다. 예를 들어, 소형 카메라는 무선 단말기는 정면 및 배면에 각각 장착된다. 이러한 소형 카메라는 야외 풍경사진, 실내 인물사진 등 다양한 용도로 사용되므로, 일반 카메라에 뒤지지 않는 성능이 요구된다. 그러나 소형 카메라는 무선 단말기의 크기에 의해 장착 공간의 제약을 받으므로 고성능을 구현하기 어렵다. 따라서, 소형 카메라의 크기를 증가시키지 않으면서도 소형 카메라의 성능을 향상시킬 수 있는 촬상 광학계의 개발이 요구된다.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.

US

2014-0160580

A

US

2016-0033742

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소형 카메라의 성능을 향상시킬 수 있는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는, 상 측면이 오목한 제1렌즈; 굴절력을 갖는 제2렌즈; 상 측면이 오목한 제3렌즈; 물체 측면 또는 상 측면이 볼록한 제4렌즈; 굴절력을 갖는 제5렌즈; 상 측면이 오목한 제6렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제7렌즈;를 포함한다.

본 발명은 소형 카메라의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 촬상 광학계의 구성도
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 촬상 광학계의 구성도
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 촬상 광학계의 구성도
도 13은 본 발명의 제5실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 14 및 도 15는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 구성도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

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.

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.

본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제7렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TL(제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지 거리), ImgH(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 ㎜이다.

렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TL은 렌즈의 광축에서의 거리이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 부분(paraxial region)이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 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.

촬상 광학계는 7매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈, 제7렌즈를 포함할 수 있다.

제1렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다.

제1렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제1렌즈는 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.

제2렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

제2렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 비구면일 수 있다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제2렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.65 이상일 수 있다.

제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈는 일 면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

제3렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈는 상 측면이 비구면일 수 있다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제3렌즈는 제1렌즈와 대체로 유사한 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.

제4렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈는 일면이 오목하고 타면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록하거나 또는, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상일 수 있다.

제4렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제4렌즈는 제1렌즈와 대체로 동일한 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.

제5렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

제5렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제5렌즈는 제4렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.

제6렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제6렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 제6렌즈는 일 면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈는 상 측면이 오목한 형상일 수 있다. 제6렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 양면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다.

제6렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제6렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제6렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제6렌즈는 제5렌즈와 대체로 유사한 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.

제7렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제7렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 제7렌즈는 일면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다. 제7렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈의 양면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다.

제7렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제7렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제7렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제7렌즈는 제6렌즈보다 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제7렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.

제1렌즈 내지 제7렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현될 수 있다.

수학식 1에서 c는 해당 렌즈의 곡률 반지름의 역수이고, k는 코닉 상수이고, r은 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, A ~ J는 비구면 상수이고, Z(또는 SAG)는 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 광축 방향으로의 높이이다.

촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈로 구성되는 렌즈 군은 정의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리는 양수일 수 있다. 촬상 광학계에서 제4렌즈 내지 제6렌즈로 구성되는 렌즈 군은 부의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈 내지 제6렌즈의 합성 초점거리는 음수일 수 있다.

촬상 광학계는 필터, 이미지 센서, 조리개를 더 포함한다.

필터는 제7렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다. 필터는 선명한 화상이 구현될 수 있도록 일부 파장의 빛을 차단할 수 있다. 예를 들어, 필터는 적외선 파장의 빛을 차단할 수 있다.

이미지 센서는 상면을 형성한다. 예를 들어, 이미지 센서의 표면은 상면을 형성할 수 있다.

조리개는 렌즈로 입사되는 광량을 조정하도록 배치된다. 예를 들어, 조리개는 제2렌즈와 제3렌즈 사이 또는 제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치될 수 있다.

촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.

[조건식 1] 0.8 < TL/f < 1.4

[조건식 2] 1.2 < TL/ImgH < 2.0

[조건식 3] 0.8 < Td/f < 1.2

[조건식 4] 0.65 < f1/f < 1.5

[조건식 5] 1.2 < f3/f < 8.0

[조건식 6] 0.75 < f123/f <1.3

[조건식 7] -8.0 < f4567/f < -1.5

[조건식 8] -0.75 < f1/f2 < -0.3

[조건식 9] 0.35 < r4/f < 0.95

[조건식 10] 0.6 < r12/f < 1.7

[조건식 11] 0.15 < (r3-r4)/(r3+r4) < 0.5

[조건식 12] 1.1 < |f/f1|+|f/f2| < 2.1

[조건식 13] ∑cti < 3.8 (i=1, 2, 3 ....7)

[조건식 14] 0.65 < ImgH/f

[조건식 15] 2.8 < ct1/ct2

[조건식 16] 28 < v1 - v2 < 42

[조건식 17] 1.6 < Nmax

[조건식 18] ctmin < 0.3

[조건식 19] 1.62 < (N2+N5+N6)/3

상기 조건식에서 TL은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 전체 초점거리이고, ImgH는 상면의 대각길이의 1/2이고, Td는 제1렌즈 내지 제7렌즈 두께의 합이고, f1은 제1렌즈의 초점거리고, f2는 제2렌즈의 초점거리이고, f123은 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리이고, f4567은 제4렌즈 내지 제7렌즈의 합성 초점거리이고, r3는 제2렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, r4는 제2렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, r12는 제6렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, ct1은 제1렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct2는 제2렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct3은 제3렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct4는 제4렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct5은 제5렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct6은 제6렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, ct7은 제7렌즈의 광축 부분에서의 두께이고, v1은 제1렌즈의 아베수이고, v2는 제2렌즈의 아베수이고, Nmax는 제1렌즈 내지 제7렌즈에서 굴절률이 가장 큰 렌즈의 굴절률 값이고, ctmin은 제1렌즈 내지 제7렌즈에서 광축 부분의 두께가 가장 작은 렌즈의 두께 값이고, N2는 제2렌즈의 굴절률이고, N5는 제5렌즈의 굴절률이고, N6는 제6렌즈의 굴절률이다.

다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150), 제6렌즈(160), 제7렌즈(170)를 포함한다.

제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(160)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제7렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제7렌즈(170)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.

촬상 광학계(100)는 필터(180), 이미지 센서(190), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(180)는 제7렌즈(170)와 이미지 센서(190) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130) 사이에 배치된다.

촬상 광학계(100)는 굴절률이 큰 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈(120), 제5렌즈(150), 및 제6렌즈(160)는 1.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 제2렌즈(120), 제5렌즈(150), 및 제6렌즈(160)의 굴절률은 1.65보다 크고 2.0보다 작을 수 있다.

촬상 광학계(100)는 밝은 광학계를 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(100)의 F No. 1.581이다. 촬상 광학계(100)는 넓은 화각을 갖는다. 예를 들어, 촬상 광학계(100)의 전체 화각은 78.43도이다.

본 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리(f123)는 4.469 ㎜이고, 제4렌즈 내지 제6렌즈의 합성 초점거리(f4567)는 -12.1516 ㎜이다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 1은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내며, 표 2는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸다.

도 4를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250), 제6렌즈(260), 제7렌즈(270)를 포함한다.

제1렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(260)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제7렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제7렌즈(270)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.

촬상 광학계(200)는 필터(280), 이미지 센서(290), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(280)는 제7렌즈(270)와 이미지 센서(290) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230) 사이에 배치된다.

촬상 광학계(200)는 굴절률이 큰 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈(220), 제5렌즈(250), 및 제6렌즈(260)는 1.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다.

촬상 광학계(200)는 밝은 광학계를 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(200)의 F No. 1.696이다. 촬상 광학계(200)는 넓은 화각을 갖는다. 예를 들어, 촬상 광학계(200)의 전체 화각은 78.20도이다.

본 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리(f123)는 4.7028 ㎜이고, 제4렌즈 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(f4567)는 -19.2468 ㎜이다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내며, 표 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸다.

도 7을 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330), 제4렌즈(340), 제5렌즈(350), 제6렌즈(360), 제7렌즈(370)를 포함한다.

제1렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(340)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(360)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제7렌즈(370)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제7렌즈(370)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.

촬상 광학계(300)는 필터(380), 이미지 센서(390), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(380)는 제7렌즈(370)와 이미지 센서(390) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330) 사이에 배치된다.

촬상 광학계(300)는 굴절률이 큰 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈(320), 제5렌즈(350), 및 제6렌즈(360)는 1.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다.

촬상 광학계(300)는 밝은 광학계를 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(300)의 F No. 1.655이다. 촬상 광학계(300)는 넓은 화각을 갖는다. 예를 들어, 촬상 광학계(300)의 전체 화각은 78.27도이다.

본 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리(f123)는 4.8342 ㎜이고, 제4렌즈 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(f4567)는 -28.1066 ㎜이다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 5은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내며, 표 6은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸다.

도 10을 참조하여 제4실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

촬상 광학계(400)는 제1렌즈(410), 제2렌즈(420), 제3렌즈(430), 제4렌즈(440), 제5렌즈(450), 제6렌즈(460), 제7렌즈(470)를 포함한다.

제1렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(420)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(430)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(460)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(460)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제7렌즈(470)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제7렌즈(470)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.

촬상 광학계(400)는 필터(480), 이미지 센서(490), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(480)는 제7렌즈(470)와 이미지 센서(490) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(430)와 제4렌즈(440) 사이에 배치된다.

촬상 광학계(400)는 굴절률이 큰 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈(420), 제5렌즈(450), 및 제6렌즈(460)는 1.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 제2렌즈(420), 제5렌즈(450), 및 제6렌즈(460)의 굴절률은 1.63보다 크고 2.0보다 작을 수 있다.

촬상 광학계(400)는 밝은 광학계를 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(400)의 F No. 1.687이다. 촬상 광학계(400)는 넓은 화각을 갖는다. 예를 들어, 촬상 광학계(400)의 전체 화각은 78.93도이다.

본 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리(f123)는 4.3546 ㎜이고, 제4렌즈 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(f4567)는 -12.4587 ㎜이다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 7은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내며, 표 8은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸다.

도 13을 참조하여 제5실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

촬상 광학계(500)는 제1렌즈(510), 제2렌즈(520), 제3렌즈(530), 제4렌즈(540), 제5렌즈(550), 제6렌즈(560), 제7렌즈(570)를 포함한다.

제1렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(520)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(530)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(560)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(560)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제7렌즈(570)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 아울러, 제7렌즈(570)는 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.

촬상 광학계(500)는 필터(580), 이미지 센서(590), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(580)는 제7렌즈(570)와 이미지 센서(590) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제2렌즈(520)와 제3렌즈(530) 사이에 배치된다.

촬상 광학계(500)는 굴절률이 큰 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈(520), 제5렌즈(550), 및 제6렌즈(560)는 1.65 이상의 굴절률을 가질 수 있다.

촬상 광학계(500)는 밝은 광학계를 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(500)의 F No. 1.783이다. 촬상 광학계(500)는 넓은 화각을 갖는다. 예를 들어, 촬상 광학계(500)의 전체 화각은 81.67도이다.

본 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리(f123)는 4.0082 ㎜이고, 제4렌즈 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(f4567)는 -8.5519 ㎜이다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 표 9는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타내며, 표 10은는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸다.

표 11은 제1실시 예 내지 제5실시 예에 따른 촬상 광학계의 조건식 값이다.

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. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

100, 200, 300, 400, 500 촬상 광학계
110, 210, 310, 410, 510 제1렌즈
120, 220, 320, 420, 520 제2렌즈
130, 230, 330, 430, 530 제3렌즈
140, 240, 340, 440, 540 제4렌즈
150, 250, 350, 450, 550 제5렌즈
160, 260, 360, 460, 560 제6렌즈
170, 270, 370, 470, 570 제7렌즈
180, 280, 380, 480, 580 (적외선 차단) 필터
190, 290, 390, 490, 590 이미지 센서 또는 상면

Claims

물체 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈;
굴절력을 갖는 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지며 물체 측면이 볼록한 형상인 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제4렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제6렌즈; 및
물체 측면이 볼록한 형상인 제7렌즈;
를 포함하고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제7렌즈는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되고, 하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.6 < r12/f < 1.7
1.2 < TL/ImgH < 2.0
(상기 조건식에서 f는 상기 촬상 광학계의 초점거리이고, r12는 상기 제6렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, ImgH는 상면의 대각길이의 1/2이다)
제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제6렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제7렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
정의 굴절력을 갖는 제1렌즈;
굴절력을 갖는 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지며 물체 측면이 볼록한 형상인 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제4렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제6렌즈; 및
물체 측면이 볼록한 형상인 제7렌즈;
를 포함하고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제7렌즈는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되고, 하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.6 < r12/f < 1.7
1.2 < TL/ImgH < 2.0
(상기 조건식에서 f는 상기 촬상 광학계의 초점거리이고, r12는 상기 제6렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, ImgH는 상면의 대각길이의 1/2이다)
삭제
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.65 < f1/f < 1.5
(상기 조건식에서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리이다)
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
1.2 < f3/f < 8.0
(상기 조건식에서 f3은 상기 제3렌즈의 초점거리이다)
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.75 < f123/f < 1.3
(상기 조건식에서 f123은 상기 제1렌즈 내지 제3렌즈의 합성 초점거리이다)
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.15 < (r3-r4)/(r3+r4) < 0.5
(상기 조건식에서 r3은 상기 제2렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, r4는 상기 제2렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다)
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
1.1 < |f/f1|+|f/f2| < 2.1
(상기 조건식에서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리이고, f2는 상기 제2렌즈의 초점거리이다)
제8항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.65 < ImgH/f