KR102662866B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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imaging optical
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허재혁
정유진
김병현
양소미
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 상기 제5 렌즈에서 굴절된 광을 복수회 반사시키도록 복수의 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하고, 3 < BFL/TL < 7을 만족할 수 있다. 여기서, BFL은 상기 제5 렌즈의 상측 면으로부터 촬상면까지의 광축 상 거리이고, TL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 제5 렌즈의 상기 상측 면까지의 광축 상 거리이다.

Description

촬상 광학계{Optical imaging system}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 복수의 렌즈로 구성된 촬상 광학계를 포함하는 카메라를 구비하고 있다.
아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 고해상도를 갖는 휴대 단말기용 카메라에 대한 요구가 커지고 있다.
특히, 최근에는 보다 선명한 화질의 구현을 위하여 고화소(예컨대, 1300만 ~ 1억 화소 등)를 갖는 이미지 센서가 휴대 단말기용 카메라에 채용되고 있다.
또한, 휴대 단말기는 점차 소형화되고 있어 휴대 단말기용 카메라도 슬림화가 요구되고 있으므로, 슬림하면서도 고해상도를 구현할 수 있는 촬상 광학계의 개발이 요구된다.
특히, 망원 특성을 갖는 휴대 단말기용 카메라의 경우, 복수의 렌즈의 광축이 휴대 단말기의 길이 방향 또는 폭 방향과 나란하도록 배치하고 복수의 렌즈의 전방에 반사부재를 배치하여, 촬상 광학계의 전장길이(Total Track Length)가 휴대 단말기의 두께에 영향을 주지 않도록 하는 방법도 제안되고 있다.
그러나 이와 같은 구조는 복수의 렌즈의 직경이 커지면 휴대 단말기의 두께도 커지게 되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 크기가 작고 고해상도를 구현할 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및 상기 제5 렌즈에서 굴절된 광을 복수회 반사시키도록 복수의 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하고, 3 < BFL/TL < 7을 만족할 수 있다. 여기서, BFL은 상기 제5 렌즈의 상측 면으로부터 촬상면까지의 광축 상 거리이고, TL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 제5 렌즈의 상기 상측 면까지의 광축 상 거리이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 촬상 광학계의 크기를 줄일 수 있고, 고해상도의 이미지를 촬영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 14는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 16은 도 15에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제9 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 18은 도 17에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 20은 도 19에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 도면이다.
도 21은 도 1에 도시된 촬상 광학계를 다른 각도에서 바라본 도면이다.
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 5매의 렌즈를 포함한다.
촬상 광학계를 구성하는 렌즈 중에서, 최전방 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 최후방 렌즈는 반사부재에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
일 예로, 5매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5 렌즈는 반사부재에 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), 거리(Distance), 초점 거리(focal length) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 화각(FOV)의 단위는 degree이다.
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.
촬상면은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 가상면을 의미할 수 있다. 또는 촬상면은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다. 촬상면은 촬상 광학계의 광축에 수직한 면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 5매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함한다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈는 각각 제1 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 5매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 반사부재의 각 반사면은 광 경로를 90° 변화시킬 수 있도록 구성된다.
반사부재는 복수의 렌즈의 후방에 배치된다. 일 예로, 반사부재는 제5 렌즈와 촬상면(또는 이미지 센서) 사이에 배치될 수 있다. 반사부재는 복수의 반사면을 갖는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
도 21을 참조하면, 반사부재(P)가 프리즘일 경우, 프리즘은 광이 입사되는 입사면(IP), 입사면(IP)을 통과한 광을 반사하는 제1 반사면(P1), 제1 반사면(P1)에서 반사된 광을 다시 반사하는 제2 반사면(P2) 및 광이 출사되는 출사면(EP)을 포함한다. 예컨대, 프리즘은 옆에서 바라본 모습이 평행사변형 형태를 갖도록 구성될 수 있다.
제1 렌즈 내지 제 5 렌즈를 통과한 광은, 반사부재의 입사면을 통과하여 제1 반사면에서 광 경로가 90° 변경될 수 있고, 다시 제2 반사면에서 광 경로가 90° 변경될 수 있으며, 반사부재의 출사면을 통과하여 촬상면에 입사될 수 있다.
촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터(이하, '필터'라 함)를 더 포함할 수 있다. 필터는 반사부재와 촬상면 사이에 배치된다.
또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다.
제1 렌즈의 유효 반경은 다른 렌즈들의 유효 반경보다 클 수 있다. 즉, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈 중에서 제1 렌즈의 유효 반경이 가장 클 수 있다.
복수의 렌즈 중 일부의 렌즈는 적어도 하나의 비구면을 가진다.
예컨대, 제4 렌즈와 제5 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112023030224370-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 ~ D는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z(SAG)는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점 사이의 광축 방향으로의 거리를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
[조건식 1] 1.3 < f/f1 < 2.1
[조건식 2] 1 < TTL/f < 1.5
[조건식 3] PL/TTL < 0.8
[조건식 4] 0.6 < PL/TTL < 0.8
[조건식 5] |f1/f2| < 0.6
[조건식 6] 0 < f1/|f23| < 0.3
[조건식 7] 1.63 < avg_n23 < 1.7
[조건식 8] 1 < TTL/BFL < 2
[조건식 9] 3 < BFL/TL < 7
[조건식 10] 2.7 < Fno < 4.6
[조건식 11] 9 < v1-(v2+v3) < 37
조건식들에서 f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f1은 제1 렌즈의 초점거리이고, f2는 제2 렌즈의 초점거리이고, f23은 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점거리이다.
TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 촬상면까지의 광축 상 거리이고, PL은 반사부재의 입사면으로부터 출사면까지의 광축 상 거리이다.
BFL은 제5 렌즈의 상측 면으로부터 촬상면까지의 광축 상 거리이고, TL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 제5 렌즈의 상측 면까지의 광축 상 거리이다.
Fno는 촬상 광학계의 F 넘버(F-number)이고, v1은 제1 렌즈의 아베수이고, v2는 제2 렌즈의 아베수이고, v3은 제3 렌즈의 아베수이다.
본 명세서에서, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면과 반사부재의 제1 반사면 사이의 거리, 반사부재의 제1 반사면과 제2 반사면 사이의 거리 및 반사부재의 제2 반사면과 촬상면 사이의 거리의 합을 의미할 수 있다. BFL은 제5 렌즈의 상측 면과 반사부재의 제1 반사면 사이의 거리, 반사부재의 제1 반사면과 제2 반사면 사이의 거리 및 반사부재의 제2 반사면과 촬상면 사이의 거리의 합을 의미할 수 있다. PL은 반사부재의 입사면과 제1 반사면 사이의 거리, 제1 반사면과 제2 반사면 사이의 거리 및 제2 반사면과 출사면 사이의 거리의 합을 의미할 수 있다.
한편, 연속하여 배치된 적어도 2개의 렌즈는 고굴절렌즈일 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 각각 1.61보다 큰 굴절률을 갖는다. 그리고, 연속하여 배치된 적어도 2개의 고굴절렌즈 중 어느 하나는 1.66보다 큰 굴절률을 갖는다.
그리고, 연속하여 배치된 적어도 2개의 렌즈는 각각 아베수가 30보다 작을 수 있다. 일 예로, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 각각 아베수가 30보다 작을 수 있다.
또한, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈는 서로 다른 광학 특성을 갖는 소재로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈는 상대적으로 큰 아베수를 갖는 소재일 수 있고, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 각각 제1 렌즈보다 작은 아베수를 갖는 소재일 수 있다. 따라서, 색수차 보정 능력을 개선시킬 수 있다. 제1 렌즈와 제2 렌즈의 아베수 차이값은 29보다 클 수 있다. 제2 렌즈와 제3 렌즈의 아베수 차이값은 7보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈는 모두 플라스틱 재질일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈 중 어느 하나의 렌즈는 유리 재질이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱 재질일 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈는 유리 재질이고 제2 렌즈 내지 제5 렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다. 이 경우, 제1 렌즈는 80보다 큰 아베수를 갖는다.
일 실시예에서, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈 중 2개의 렌즈는 유리 재질이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱 재질일 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈와 제2 렌즈는 유리 재질이고, 제3 렌즈 내지 제5 렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다. 이 경우, 제1 렌즈는 80보다 큰 아베수를 갖고, 제2 렌즈는 30보다 작은 아베수를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 상대적으로 좁은 화각과 긴 초점거리를 갖는 망원 렌즈의 특징을 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면의 대각길이가 상대적으로 크게 구성될 수 있다. 예컨대, 이미지 센서의 유효촬영영역이 넓을 수 있다(즉, 고화소 이미지 센서).
따라서, 촬영된 이미지를 크롭(Crop)할 경우, 여러 배율에 따른 이미지를 화질 저하없이 촬영할 수 있다.
도 1 및 도 2를 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, 필터(160) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(170)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(170)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(170)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(150)와 촬상면(170) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 1과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 3.930 1.003 1.537 55.7 8.9164
S2 20.040 0.332
S3 제2 렌즈 40.865 0.269 1.619 26.0 -16.8729
S4 8.300 0.258
S5 제3 렌즈 9.699 0.300 1.678 19.2 16.2912
S6 78.969 0.100
S7 제4 렌즈 8.867 0.358 1.537 55.7 17.4649
S8 162.616 0.090
S9 제5 렌즈 57.552 0.300 1.619 26.0 -6.9516
S10 3.997 0.800
S11 반사부재 Infinity 2.500 1.518 64.2
S12 Infinity 11.500 1.518 64.2
S13 Infinity 3.000 1.518 64.2
S14 Infinity 0.300
S15 필터 Infinity 0.210 1.518 64.2
S16 Infinity 0.501
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 17.9357 mm이고, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 합성 초점거리(f23)는 355.675 mm이고, 화각(FOV)은 18.93°이고, Fno는 4.5이다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(140) 및 제5 렌즈(150)의 각 면은 표 2에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(140)의 물체측 면 및 제5 렌즈(150)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -13.678 0.000 0.000 0.612
4차계수(A) 0.000 1.1347E-02 0.000 0.000 -3.9868E-03
6차계수(B) 0.000 2.4587E-03 0.000 0.000 -7.7041E-03
8차계수(C) 0.000 -1.7393E-03 0.000 0.000 4.9189E-03
10차계수(D) 0.000 7.3823E-04 0.000 0.000 2.1425E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 3 및 도 4를 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, 필터(260) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(270)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(270)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(270)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(250)와 촬상면(270) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 3과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 3.686 1.172 1.537 55.7 9.3169
S2 12.476 0.155
S3 제2 렌즈 17.014 0.338 1.667 20.3 -35.947
S4 9.872 0.128
S5 제3 렌즈 21.838 0.321 1.619 26.0 168.634
S6 27.457 0.120
S7 제4 렌즈 18.128 0.320 1.537 55.7 -118.346
S8 14.015 0.120
S9 제5 렌즈 32.554 0.320 1.619 26.0 -27.564
S10 11.156 1.000
S11 반사부재 Infinity 2.500 1.518 64.2
S12 Infinity 11.500 1.518 64.2
S13 Infinity 3.000 1.518 64.2
S14 Infinity 0.700
S15 필터 Infinity 0.210 1.518 64.2
S16 Infinity 0.100
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 17.5745 mm이고, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 합성 초점거리(f23)는 -45.374 mm이고, 화각(FOV)은 19.36°이고, Fno는 3.5이다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(240) 및 제5 렌즈(250)의 각 면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(240)의 물체측 면 및 제5 렌즈(250)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -1.097 0.000 0.000 7.245
4차계수(A) 0.000 3.3029E-02 0.000 0.000 -2.4027E-02
6차계수(B) 0.000 9.2861E-03 0.000 0.000 -7.5562E-03
8차계수(C) 0.000 1.0741E-03 0.000 0.000 5.4256E-03
10차계수(D) 0.000 -1.8004E-05 0.000 0.000 2.6493E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 4에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 5 및 도 6을 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, 필터(360) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(370)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(370)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(370)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(350)와 촬상면(370) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 5와 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.514 1.846 1.537 55.7 13.5054
S2 20.372 0.196
S3 제2 렌즈 28.610 0.511 1.667 20.3 -102.378
S4 20.017 0.187
S5 제3 렌즈 83.829 0.526 1.619 26.0 -118.513
S6 39.038 0.180
S7 제4 렌즈 23.641 0.679 1.537 55.7 31.9529
S8 -61.764 0.180
S9 제5 렌즈 -31.393 0.420 1.570 37.3 -15.3871
S10 12.241 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.518 64.2
S12 Infinity 17.250 1.518 64.2
S13 Infinity 4.500 1.518 64.2
S14 Infinity 1.050
S15 필터 Infinity 0.210 1.518 64.2
S16 Infinity 0.100
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 27.0295 mm이고, 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 합성 초점거리(f23)는 -54.912 mm이고, 화각(FOV)은 18.87°이고, Fno는 3.7이다.
본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(340) 및 제5 렌즈(350)의 각 면은 표 6에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(340)의 물체측 면 및 제5 렌즈(350)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 6.754 0.000 0.000 6.966
4차계수(A) 0.000 4.6569E-02 0.000 0.000 -3.7082E-02
6차계수(B) 0.000 1.5805E-02 0.000 0.000 -1.1260E-02
8차계수(C) 0.000 1.9874E-03 0.000 0.000 8.0653E-03
10차계수(D) 0.000 5.2633E-05 0.000 0.000 4.0137E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 7 및 도 8을 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, 필터(460) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(470)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(470)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(470)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(450)와 촬상면(470) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 7과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.466 1.670 1.498 81.6 14.5328
S2 20.051 0.180
S3 제2 렌즈 15.794 0.472 1.667 20.3 3187.65
S4 15.722 0.211
S5 제3 렌즈 -560.724 0.467 1.619 26.0 -52.2352
S6 34.339 0.180
S7 제4 렌즈 14.501 0.609 1.537 55.7 25.0889
S8 -184.993 0.180
S9 제5 렌즈 -46.810 0.420 1.537 55.7 -15.6057
S10 10.229 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.518 64.2
S12 Infinity 17.250 1.518 64.2
S13 Infinity 3.750 1.518 64.2
S14 Infinity 0.800
S15 필터 Infinity 0.210 1.518 64.2
S16 Infinity 0.350
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 25.7516 mm이고, 제1 렌즈(410)와 제2 렌즈(420)의 합성 초점거리(f23)는 -53.767 mm이고, 화각(FOV)은 17.04°이고, Fno는 4.3이다.
본 발명의 제4 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(420)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(420)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(430)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(430)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(440)의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(450)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(440) 및 제5 렌즈(450)의 각 면은 표 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(440)의 물체측 면 및 제5 렌즈(450)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 7.001 0.000 0.000 6.169
4차계수(A) 0.000 4.4983E-02 0.000 0.000 -4.2604E-02
6차계수(B) 0.000 1.4691E-02 0.000 0.000 -1.0321E-02
8차계수(C) 0.000 1.2177E-03 0.000 0.000 7.4719E-03
10차계수(D) 0.000 -7.2996E-05 0.000 0.000 3.0641E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 8에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 9 및 도 10을 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) 및 제5 렌즈(550)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(560) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(570)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(570)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(570)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(550)와 촬상면(570) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 9와 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.579 1.803 1.498 81.6 14.0042
S2 24.811 0.333
S3 제2 렌즈 19.088 0.509 1.669 20.3 10600.1
S4 18.935 0.270
S5 제3 렌즈 897.471 0.420 1.621 26.0 -58.9185
S6 35.127 0.180
S7 제4 렌즈 19.724 0.442 1.621 26.0 -2159
S8 19.271 0.180
S9 제5 렌즈 31.068 0.420 1.537 55.7 -36.5762
S10 11.978 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.519 64.2
S12 Infinity 17.250 1.519 64.2
S13 Infinity 3.750 1.519 64.2
S14 Infinity 0.800
S15 필터 Infinity 0.210 1.519 64.2
S16 Infinity 0.167
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 25.6925 mm이고, 제1 렌즈(510)와 제2 렌즈(520)의 합성 초점거리(f23)는 -59.894 mm이고, 화각(FOV)은 19.84°이고, Fno는 3.6이다.
본 발명의 제5 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(520)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(520)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(520)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(530)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(540)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(540)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(540)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(550)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(540) 및 제5 렌즈(550)의 각 면은 표 10에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(540)의 물체측 면 및 제5 렌즈(550)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 6.326 0.000 0.000 5.802
4차계수(A) 0.000 4.5885E-02 0.000 0.000 -4.3638E-02
6차계수(B) 0.000 1.2610E-02 0.000 0.000 -8.5422E-03
8차계수(C) 0.000 -4.6826E-04 0.000 0.000 6.5223E-03
10차계수(D) 0.000 -4.0156E-04 0.000 0.000 2.6836E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 10에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(610), 제2 렌즈(620), 제3 렌즈(630), 제4 렌즈(640) 및 제5 렌즈(650)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(660) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(670)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(670)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(670)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(650)와 촬상면(670) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 11과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.585 1.799 1.498 81.6 14.0323
S2 24.751 0.351
S3 제2 렌즈 18.266 0.445 1.669 20.3 -1306.62
S4 17.717 0.277
S5 제3 렌즈 330.473 0.420 1.621 26.0 -62.7608
S6 34.826 0.180
S7 제4 렌즈 19.286 0.446 1.621 26.0 -32472.8
S8 19.097 0.180
S9 제5 렌즈 30.815 0.491 1.537 55.7 -36.056
S10 11.826 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.519 64.2
S12 Infinity 17.250 1.519 64.2
S13 Infinity 3.750 1.519 64.2
S14 Infinity 0.500
S15 필터 Infinity 0.210 1.519 64.2
S16 Infinity 0.433
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 25.6924 mm이고, 제1 렌즈(610)와 제2 렌즈(620)의 합성 초점거리(f23)는 -60.422 mm이고, 화각(FOV)은 19.84°이고, Fno는 3.6이다.
본 발명의 제6 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(620)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(620)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(620)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(630)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(630)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(630)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(640)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(640)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(640)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(650)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(650)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(640) 및 제5 렌즈(650)의 각 면은 표 12에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(640)의 물체측 면 및 제5 렌즈(650)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 6.390 0.000 0.000 5.724
4차계수(A) 0.000 4.6140E-02 0.000 0.000 -4.3353E-02
6차계수(B) 0.000 1.2653E-02 0.000 0.000 -8.2880E-03
8차계수(C) 0.000 -5.2151E-04 0.000 0.000 6.4432E-03
10차계수(D) 0.000 -4.4183E-04 0.000 0.000 2.6185E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 12에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(710), 제2 렌즈(720), 제3 렌즈(730), 제4 렌즈(740) 및 제5 렌즈(750)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(760) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(770)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(770)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(770)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(750)와 촬상면 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 13과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.709 1.537 1.498 81.6 17.7575
S2 14.640 0.100
S3 제2 렌즈 9.649 0.690 1.723 29.5 49.0732
S4 12.856 0.445
S5 제3 렌즈 43.942 0.446 1.621 26.0 -170.066
S6 30.904 0.180
S7 제4 렌즈 21.488 0.441 1.537 55.7 413.944
S8 23.616 0.180
S9 제5 렌즈 40.090 0.440 1.621 26.0 -19.9197
S10 9.409 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.519 64.2
S12 Infinity 17.250 1.519 64.2
S13 Infinity 3.750 1.519 64.2
S14 Infinity 0.500
S15 필터 Infinity 0.000 1.519 64.2
S16 Infinity 0.738
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제7 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 26.3794 mm이고, 제1 렌즈(710)와 제2 렌즈(720)의 합성 초점거리(f23)는 67.384 mm이고, 화각(FOV)은 19.31°이고, Fno는 3.7이다.
본 발명의 제7 실시예에서, 제1 렌즈(710)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(710)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(710)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(720)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(720)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(720)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(730)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(730)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(730)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(740)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(740)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(740)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(750)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(750)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(750)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(740) 및 제5 렌즈(750)의 각 면은 표 14에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(740)의 물체측 면 및 제5 렌즈(750)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -6.343 0.000 0.000 4.660
4차계수(A) 0.000 5.3589E-02 0.000 0.000 -1.9858E-02
6차계수(B) 0.000 1.8425E-02 0.000 0.000 -1.3145E-02
8차계수(C) 0.000 1.8890E-03 0.000 0.000 7.5008E-03
10차계수(D) 0.000 -5.6871E-05 0.000 0.000 3.8089E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 14에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(810), 제2 렌즈(820), 제3 렌즈(830), 제4 렌즈(840) 및 제5 렌즈(850)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(860) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(870)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(870)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(870)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(850)와 촬상면(870) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 15와 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.488 1.570 1.498 81.6 16.8224
S2 14.394 0.100
S3 제2 렌즈 8.741 0.755 1.722 29.5 35.0739
S4 12.869 0.260
S5 제3 렌즈 45.264 0.657 1.619 26.0 -70.5696
S6 22.111 0.180
S7 제4 렌즈 14.461 0.540 1.537 55.7 57.5311
S8 26.852 0.180
S9 제5 렌즈 51.513 0.500 1.619 26.0 -15.2207
S10 7.938 1.500
S11 반사부재 Infinity 3.750 1.518 64.2
S12 Infinity 11.250 1.518 64.2
S13 Infinity 3.750 1.518 64.2
S14 Infinity 0.500
S15 필터 Infinity 0.000 1.518 64.2
S16 Infinity 0.738
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제8 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 22.1449 mm이고, 제1 렌즈(810)와 제2 렌즈(820)의 합성 초점거리(f23)는 65.433 mm이고, 화각(FOV)은 22.80°이고, Fno는 3이다.
본 발명의 제8 실시예에서, 제1 렌즈(810)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(810)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(810)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(820)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(820)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(820)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(830)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(830)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(830)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(840)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(840)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(840)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제5 렌즈(850)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(850)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제5 렌즈(850)의 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(840) 및 제5 렌즈(850)의 각 면은 표 16에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(840)의 물체측 면 및 제5 렌즈(850)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -7.101 0.000 0.000 3.470
4차계수(A) 0.000 5.2727E-02 0.000 0.000 -2.3865E-02
6차계수(B) 0.000 1.9801E-02 0.000 0.000 -1.3209E-02
8차계수(C) 0.000 8.9334E-04 0.000 0.000 7.0935E-03
10차계수(D) 0.000 -1.8426E-04 0.000 0.000 2.3433E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 16에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하여 본 발명의 제9 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(910), 제2 렌즈(920), 제3 렌즈(930), 제4 렌즈(940) 및 제5 렌즈(950)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(960) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(970)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(970)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(970)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(950)와 촬상면(970) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 17과 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.309 1.747 1.498 81.6 15.4335
S2 15.278 0.100
S3 제2 렌즈 8.923 0.726 1.677 19.2 34.1972
S4 14.044 0.251
S5 제3 렌즈 52.808 0.620 1.619 26.0 -45.0663
S6 18.177 0.180
S7 제4 렌즈 11.238 0.856 1.537 55.7 15.0786
S8 -28.120 0.180
S9 제5 렌즈 -23.736 0.500 1.619 26.0 -8.3865
S10 6.702 1.500
S11 반사부재 Infinity 2.500 1.518 64.2
S12 Infinity 11.250 1.518 64.2
S13 Infinity 2.500 1.518 64.2
S14 Infinity 0.500
S15 필터 Infinity 0.000 1.518 64.2
S16 Infinity 0.400
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제9 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 20.6629 mm이고, 제1 렌즈(910)와 제2 렌즈(920)의 합성 초점거리(f23)는 120.107 mm이고, 화각(FOV)은 24.24°이고, Fno는 2.9이다.
본 발명의 제9 실시예에서, 제1 렌즈(910)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(910)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(910)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(920)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(920)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(920)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(930)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(930)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(930)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(940)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(940)의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(950)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(950)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(940) 및 제5 렌즈(950)의 각 면은 표 18에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(940)의 물체측 면 및 제5 렌즈(950)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -7.041 0.000 0.000 2.511
4차계수(A) 0.000 5.7406E-02 0.000 0.000 -2.6976E-02
6차계수(B) 0.000 2.7334E-02 0.000 0.000 -1.1861E-02
8차계수(C) 0.000 2.3004E-03 0.000 0.000 6.1575E-03
10차계수(D) 0.000 -2.3473E-04 0.000 0.000 6.7858E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 18에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하여 본 발명의 제10 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제10 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(1010), 제2 렌즈(1020), 제3 렌즈(1030), 제4 렌즈(1040) 및 제5 렌즈(1050)를 구비하는 광학계를 포함하고, 필터(1060) 및 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제10 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상면(1070)에 초점을 형성할 수 있다. 촬상면(1070)은 촬상 광학계에 의해 초점이 형성되는 면을 의미할 수 있다. 일 예로, 촬상면(1070)은 광이 수광되는 이미지 센서의 일면을 의미할 수 있다.
촬상 광학계는 제5 렌즈(1050)와 촬상면(1070) 사이에 배치되고, 광 경로를 변화시키는 복수의 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 반사부재(P)는 제1 반사면(P1) 및 제2 반사면(P2)을 포함한다. 반사부재(P)는 프리즘일 수 있으나, 미러로 제공되는 것도 가능하다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 초점거리(Focal length))은 표 19와 같다.
면 번호 비고 곡률반경 두께 또는 거리 굴절률 아베수 초점거리
S1 제1 렌즈 5.368 1.900 1.537 55.7 12.244
S2 25.735 0.100
S3 제2 렌즈 12.497 0.722 1.677 19.2 47.6522
S4 19.924 0.170
S5 제3 렌즈 -363.201 0.499 1.619 26.0 -31.8721
S6 20.882 0.180
S7 제4 렌즈 13.689 0.717 1.537 55.7 15.9344
S8 -22.356 0.201
S9 제5 렌즈 -17.746 0.908 1.619 26.0 -8.3985
S10 7.501 1.200
S11 반사부재 Infinity 2.500 1.518 64.2
S12 Infinity 11.250 1.518 64.2
S13 Infinity 2.500 1.518 64.2
S14 Infinity 0.500
S15 필터 Infinity 0.000 1.518 64.2
S16 Infinity 0.400
S17 촬상면 Infinity
한편, 본 발명의 제10 실시예에 따른 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 20.6295 mm이고, 제1 렌즈(1010)와 제2 렌즈(1020)의 합성 초점거리(f23)는 -106.897 mm이고, 화각(FOV)은 24.71°이고, Fno는 2.8이다.
본 발명의 제10 실시예에서, 제1 렌즈(1010)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(1010)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(1010)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(1020)는 정의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(1020)의 제1 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(1020)의 제2 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(1030)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(1030)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
제4 렌즈(1040)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(1040)의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(1050)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(1050)의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상이다.
한편, 제4 렌즈(1040) 및 제5 렌즈(1050)의 각 면은 표 20에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제4 렌즈(1040)의 물체측 면 및 제5 렌즈(1050)의 상측 면은 비구면이다.
S1 S2 S3 S4 S5
코닉상수(K) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
4차계수(A) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6차계수(B) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
8차계수(C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10차계수(D) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
S6 S7 S8 S9 S10
코닉상수(K) 0.000 -7.474 0.000 0.000 2.922
4차계수(A) 0.000 5.4355E-02 0.000 0.000 -5.5165E-02
6차계수(B) 0.000 2.5566E-02 0.000 0.000 -9.8109E-03
8차계수(C) 0.000 2.6907E-03 0.000 0.000 5.1140E-03
10차계수(D) 0.000 4.1402E-05 0.000 0.000 6.9618E-03
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 20에 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.
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920, 1020: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840, 940, 1040: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850, 950, 1050: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560, 660, 760, 860, 960, 1060: 필터
170, 270, 370, 470, 570, 670, 770, 870, 970, 1070: 촬상면

Claims (16)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배치된,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
    굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    굴절력을 갖는 제3 렌즈;
    굴절력을 갖는 제4 렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및
    상기 제5 렌즈에서 굴절된 광을 복수회 반사시키도록 복수의 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하고,
    3 < BFL/TL < 7을 만족하며, BFL은 상기 제5 렌즈의 상측 면으로부터 촬상면까지의 광축 상 거리이고, TL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 제5 렌즈의 상기 상측 면까지의 광축 상 거리인 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    1 < TTL/BFL < 2를 만족하며, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 촬상면까지의 광축 상 거리인 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재는 상기 제5 렌즈에서 굴절된 광이 입사되는 입사면, 상기 광을 반사시키는 제1 반사면, 상기 제1 반사면에서 반사된 광을 반사시키는 제2 반사면 및 상기 제2 반사면에서 반사된 광이 출사되는 출사면을 포함하고,
    PL/TTL < 0.8을 만족하며, PL 상기 반사부재의 상기 입사면으로부터 상기 출사면까지의 광축 상 거리이고, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 촬상면까지의 광축 상 거리인 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    1.3 < f/f1 < 2.1을 만족하며, f는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈의 전체 초점거리이고, f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리인 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    |f1/f2| < 0.6을 만족하며, f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점거리인 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    0 < f1/|f23| < 0.3을 만족하며, f1은 상기 제1 렌즈의 초점거리이고, f23은 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 합성 초점거리인 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    1 < TTL/f < 1.5를 만족하며, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 촬상면까지의 광축 상 거리인 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    1.63 < avg_n23 < 1.7을 만족하며, avg_n23은 상기 제2 렌즈의 굴절률과 상기 제3 렌즈의 굴절률의 평균값인 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    2.7 < Fno < 4.6을 만족하며, Fno는 상기 촬상 광학계의 F 넘버(F-number)인 촬상 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    9 < v1-(v2+v3) < 37을 만족하며, v1은 상기 제1 렌즈의 아베수이고, v2는 상기 제2 렌즈의 아베수이고, v3은 상기 제3 렌즈의 아베수인 촬상 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 각각, 1.61보다 큰 굴절률을 갖고, 30보다 작은 아베수를 갖는 촬상 광학계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈 중 어느 하나는 1.66보다 큰 굴절률을 갖는 촬상 광학계.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 아베수 차이값은 29보다 크고, 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 아베수 차이값은 7보다 작은 촬상 광학계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 80보다 큰 아베수를 갖는 유리 재질이고, 상기 제2 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 재질인 촬상 광학계.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 80보다 큰 아베수를 갖는 유리 재질이고, 상기 제2 렌즈는 30보다 작은 아베수를 갖는 유리 재질이며, 상기 제3 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 재질인 촬상 광학계.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목하며, 상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목하며, 상기 제3 렌즈는 상측 면이 오목하고 상기 제4 렌즈는 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
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