KR20120018573A

KR20120018573A - 초소형 광학계

Info

Publication number: KR20120018573A
Application number: KR1020100081503A
Authority: KR
Inventors: 김영기; 신철호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-03-05
Also published as: KR101208235B1

Abstract

본 발명은 5매의 렌즈만을 이용하여 초소형이면서도 고화질을 얻을 수 있는 초소형 광학계에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 초소형 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 빛의 양을 조절하는 개구 조리개, 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 상측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 상측으로 볼록한 비구면의 메니스커스 형상을 가지며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 및 근축 영역에서 상측으로 오목한 양면 비구면의 제5 렌즈를 포함하여 구성되며, 초점 거리에 대하여 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
(조건식 1) 0.4 ＜ f1/f ＜ 1.0
(조건식 2) TTL/f ＜ 1.4
여기서, f1 : 제1 렌즈의 초점 거리,
f : 전체 광학계의 초점 거리
TTL : 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리

Description

초소형 광학계{Subminiature Optical System}

본 발명은 초소형 광학계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5매의 렌즈만을 이용하여 초소형이면서도 고화질을 얻을 수 있는 초소형 광학계에 관한 것이다.

초기의 휴대폰은 통신 기능만을 구비하였다. 하지만 그 사용이 증대됨에 따라 사진촬영이나 화상 전송, 데이터 통신 등 요구되는 서비스가 다양해지고 있으며, 이에 따라 그 기능과 서비스가 진화를 거듭하고 있다. 이에 따라 최근에는 디지털 카메라를 이용한 사진 및 동영상 촬영 기능이 휴대폰의 기본적인 기능으로 자리잡고 있다.

휴대폰에 구비되는 사진 및 동영상 촬영 기능은 일반적인 카메라, 캠코더의 성능을 구비해야 하지만, 휴대폰의 소형화에 따라 촬영 렌즈의 경우에는 소형/경량화가 요구되고 있는 실정이다.

따라서 이러한 요구를 만족시키기 위해, 휴대폰에 장착되는 촬영 렌즈는 되도록 렌즈의 매수를 줄여야 하지만, 이 경우 설계에 대한 자유도가 적어지므로 광학 성능을 만족하기 어렵다.

본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 5매의 렌즈만을 이용하여 고해상인 동시에 컴팩트하고 전장이 짧은 초소형 광학계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 초소형 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 빛의 양을 조절하는 개구 조리개, 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 상측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 상측으로 볼록한 비구면의 메니스커스 형상을 가지며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 및 근축 영역에서 상측으로 오목한 양면 비구면의 제5 렌즈를 포함하여 구성되며, 초점 거리에 대하여 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

(조건식 1) 0.4 ＜ f1/f ＜ 1.0

(조건식 2) TTL/f ＜ 1.4

여기서, f1 : 제1 렌즈의 초점 거리,

f : 전체 광학계의 초점 거리

TTL : 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리

본 발명의 실시예에 따른 초소형 광학계는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 및 제4 렌즈에 의한 8개의 렌즈면 중 적어도 어느 한 면이 비구면으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 또는 제5 렌즈 중 적어도 어느 하나는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 제3 렌즈 각각의 아베수는 다음의 조건식을 더 만족할 수 있다.

(조건식 3) 　Vd1　>　50

(조건식 4) 　Vd2　<　30

(조건식 5) 　Vd3　>　50

여기서, Vd1: 제1 렌즈의 아베수

Vd2: 제2 렌즈의 아베수

Vd3: 제3 렌즈의 아베수

본 발명에 따른 초소형 광학계는 5매의 렌즈를 이용한다. 따라서 렌즈의 구성 매수가 적으므로 컴팩트하고 전장이 짧으면서도 수차 특성도 우수한 고화질의 초소형 광학계를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 초소형 광학계는 플라스틱 재질의 렌즈를 사용함으로 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 대량생산이 가능하고, 제조 비용을 최소화할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 1b 및 도 1c는 표 1 및 도 1a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 2b 및 도 2c는 표 3 및 도 2a 에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 3b 및 도 3c는 표 5 및 도 3a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 4b 및 도 4c는 표 7 및 도 4a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 초소형 광학계의 제1 실시예를 도시한 렌즈 구성도이다. 이하의 렌즈 구성도에서, 렌즈의 두께, 크기, 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지 않는다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비구면 렌즈를 이용한 초소형 광학계(100)는 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 피사체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 통과하여 상면(IP) 즉, 수광 소자에 입사된다.

본 실시예에 따른 제1 렌즈(L1)는 물체측으로 볼록하고 정(+)의 굴절력을 갖는다. 이때, 제1 렌즈(L1)의 물체측에는 빛의 양을 조절하는 개구 조리개(AS)가 구비될 수 있다.

제2 렌즈(L2)는 상측으로 오목하고 부(-)의 굴절력을 갖는다. 또한, 제3 렌즈(L3)는 상측으로 볼록하고 정(+)의 굴절력을 갖는다.

제4 렌즈(L4)는 상측으로 볼록한 비구면의 메니스커스 형상을 가지며 부(-)의 굴절력을 갖는다.

제5 렌즈(L5)는 입사 광의 중심 축인 근축 영역에서 상측으로 오목한 형상을 갖는다. 이때, 제5 렌즈(L5)는 양면이 비구면으로 형성될 수 있다.

한편, 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등으로 이루어지는 광학 필터(OF)가 구비될 수 있다. 특히 본 실시예에 따른 광학 필터(OF)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)일 수 있다. 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상면에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다. 즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 외부로 반사시키는 구조를 가진다.

그리고, 상(像)이 맺히는 상면(IP)은 피사체 영상에 대응하는 광신호가 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(image sensor)로 이루어질 수 있으며, 이 경우 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 센서로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 제1 렌즈(L1)의 초점 거리와 전체 광학계의 초점 거리의 비와, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서 상면까지의 거리와 전체 광학계의 초점 거리의 비를 이상적으로 설정함으로써, 광학계(100)의 박형화 뿐만 아니라, 고화질의 해상도를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다. 따라서 5매의 컴팩트하면서도 고해상도를 갖는 초소형 광학계(100)를 구현할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 모두 플라스틱(plastic) 재질로 형성하는 경우, 비구면 렌즈를 저렴한 비용으로 용이하게 제작할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 제1 렌즈(L1)와 제3 렌즈(L3)는 아베수(Abbe's number)가 50을 초과하도록 형성될 수 있으며, 제2 렌즈(L2)는 아베수가 30 미만으로 형성될 수 있다.

더하여, 본 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 및 제4 렌즈(L4)가 각각 순서대로 정, 부, 정, 부의 굴절력을 갖도록 구성하고 각각의 렌즈에 메니스커스 형상과 비구면을 적절히 형성함으로써, 렌즈의 가장자리 입사각도를 줄여 이미지 센서의 중앙부와 주변부의 광량을 균일하게 하고 주변광량을 가능한 한 확보하여 주변이 어두워지는 현상과 왜곡을 방지할 수 있다.

이와 같은 전체적인 구성 하에서 다음의 조건식 1 내지 5의 작용효과에 대해 살펴본다.

(조건식 1) 0.4 ＜ f1/f ＜ 1.0

(조건식 2) TTL/f ＜ 1.4.

여기서, f1은 제1 렌즈(L1)의 초점 거리이고, f는 전체 광학계(100)의 초점 거리이며, TTL은 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리이다.

조건식 1과 조건식 2는 광학계를 소형화시키고, 구면 수차를 양호한 상태로 유지하기 위한 조건이다. 조건식 1의 하한값 미만으로 광학계가 설계되면, 광학계(100)가 소형화될 수 있으나, 제1 렌즈(L1)의 광 파워가 너무 크게 되어, 구면 수차 및 코마 수차의 보정이 어려워진다.

또한 조건식 1과 조건식 2의 상한값을 초과하도록 광학계(100)가 설계되면, 수차 보정은 용이해지나, 광학계(100)의 전체적인 길이가 길어져 박형화가 어려워진다.

(조건식 3) 　Vd1　>　50

(조건식 4) 　Vd2　<　30

(조건식 5) 　Vd3　>　50

여기서, Vd1은 제1 렌즈(L1)의 아베수, Vd2는 제2 렌즈(L2)의 아베수, Vd3는 제3 렌즈(L3)의 아베수이다.

제1 렌즈(L1) 내지 제3 렌즈(L3)가 각각 조건식 3 내지 조건식 5의 범위를 만족하도록 광학계(100)가 설계되면, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.

이하, 구체적인 수치 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 살펴본다.

이하의 실시예 1 내지 4는 모두 전술한 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로, 개구 조리개(AS), 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 포함하여 구성된다.

또한 전술한 바와 같이 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등으로 이루어지는 광학 필터(OF: 11, 12)가 구비된다.

이하의 각 실시예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어진다.

Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리

Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리

c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경

K : 코닉(Conic) 상수

A, B, C, D, E : 4, 6, 8, 10, 12차 비구면 계수

한편, 이하에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수(K) 및 비구면 계수(A, B, C, D, E)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+01은 10¹을, E-02는 10^-2을 나타낸다.

[제1 실시예]

하기의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

면 번호	곡률반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수	비고
1*	1.863	0.891	1.6300	56.2	제1 렌즈
2*	-31.451	0.012
3*	9.192	0.316	1.6300	29.0	제2 렌즈
4*	2.268	0.354
5*	-16.727	0.565	1. 5304	56.2	제3 렌즈
6*	-2.470	0.132
7*	-1.215	0.417	1.6071	27.0	제4 렌즈
8*	-1.770	0.377
9*	4.950	1.390	1. 5304	56.2	제5 렌즈
10*	2.306	0.327
11	∞	0.230	1.5168	64.1	필터
12	∞	0.440
13	∞	0			상면

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 1b 및 도 1c는 표 1 및 도 1a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제1 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 F 넘버(FNo)가 2.2이고, 광학계(100)의 유효초점거리는 4.45㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 2.809㎜, 제2 렌즈(L2)의 초점거리(f2)는 -4.827㎜, 제3 렌즈(L3)의 초점거리(f3)는 5.365㎜. 제4 렌즈(L4)의 초점거리(f4)는 -8.867㎜, 제5 렌즈(L5)의 초점거리(f5)는 -9.918㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 5.3845mm이다.

표 1에서 *는 비구면을 나타내며, 제1 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다. 또한, 표 1에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타낸다.

수학식 1에 의한 제1 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 2와 같다.

면번호 비구면 계수	1	2	3	4	5
Conic 상수	4.1561E-02	2.6592E+02	-1.9214E+02	-1.4027E+00	2.4485E+02
A	5.6483E-04	-1.3511E-02	-1.8406E-02	-1.7606E-02	-7.0462E-02
B	-2.7860E-03	-1.9298E-02	-6.2415E-03	4.0821E-02	-2.9233E-02
C	-1.0233E-03	-5.1776E-03	-6.4006E-04	6.0165E-04	3.7723E-03
D	2.1904E-04	1.4765E-03	-1.0375E-03	-4.3203E-03	7.0635E-03
E	-2.8778E-03	1.3286E-03	5.8820E-03	1.2987E-02	7.5395E-03
면번호 비구면 계수	6	7	8	9	10
Conic 상수	-8.7037E+00	-1.5599E+00	-8.3650E-02	-9.1282E+01	-1.0163E+01
A	-1.4503E-01	6.8141E-05	-3.1055E-03	-9.6092E-02	-3.6707E-02
B	1.3654E-01	1.6464E-01	1.2955E-01	4.3642E-02	9.1804E-03
C	-1.5696E-01	-2.0119E-01	-8.7094E-02	-1.3556E-02	-1.9710E-03
D	4.5490E-02	4.9460E-02	2.0091E-02	1.5580E-03	1.7541E-04
E	-1.2266E-03	-2.4533E-03	-1.4577E-04	3.9091E-05	-6.1653E-06

[제2 실시예]

하기의 표 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

또한, 도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 2b 및 도 2c는 표 3 및 도 2a 에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제2 실시예에 따른 초소형 광학계(200)는 F 넘버(FNo)가 2.2이고, 광학계(200)의 유효초점거리는 4.45㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 3.173㎜, 제2 렌즈(L2)의 초점거리(f2)는 -5.260㎜, 제3 렌즈(L3)의 초점거리(f3)는 5.190㎜. 제4 렌즈(L4)의 초점거리(f4)는 -12.440㎜, 제5 렌즈(L5)의 초점거리(f5)는 -10.653㎜이다.

또한, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 5.3845mm이다.

면 번호	곡률반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수	비고
1*	1.816	0.804	1.5304	56.2	제1 렌즈
2*	-20.537	0.016
3*	3.673	0.336	1.6071	27.0	제2 렌즈
4*	1.656	0.462
5*	-11.631	0.592	1.5304	56.2	제3 렌즈
6*	-2.273	0.169
7*	-1.197	0.406	1.6071	27.0	제4 렌즈
8*	-1.603	0.541
9*	2.630	0.976	1. 5304	56.2	제5 렌즈
10*	1.565	0.327
11	∞	0.230	1.5168	64.1	필터
12	∞	0.595
13	∞	0			상면

표 3에서 *는 비구면을 나타내며, 제2 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다. 또한, 표 3에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타낸다.

수학식 1에 의한 제2 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 4와 같다.

면번호 비구면 계수	1	2	3	4	5
Conic 상수	1.1440E-01	-1.9476E+02	-2.5332E+01	-2.6243E+00	-5.0162E+01
A	4.5920E-03	-4.7888E-03	-3.3139E-02	-2.7717E-02	-4.5613E-02
B	-2.4744E-03	-9.7791E-03	-1.2912E-02	3.6509E-02	-3.5042E-02
C	1.7546E-04	-3.4904E-03	1.7218E-03	-2.1988E-03	1.6139E-02
D	1.0885E-04	-5.1175E-04	6.8769E-04	-3.5054E-03	5.3092E-03
E	-1.5500E-03	5.1749E-04	1.9590E-03	8.0730E-03	2.6958E-03
면번호 비구면 계수	6	7	8	9	10
Conic 상수	-1.2547E+01	-1.7923E+00	-2.0298E-01	-2.0312E+01	-6.8770E+00
A	-1.4561E-01	1.4666E-03	-1.2051E-03	-9.0656E-02	-4.5605E-02
B	1.6006E-01	1.6674E-01	1.3638E-01	4.2458E-02	1.2727E-02
C	-1.5846E-01	-1.8797E-01	-8.6141E-02	-1.1965E-02	-2.3675E-03
D	4.7165E-02	5.3635E-02	1.9442E-02	1.4966E-03	1.6199E-04
E	2.8829E-03	-2.7700E-03	-7.8702E-04	-5.6713E-05	-3.0110E-06

[제3 실시예]

하기의 표 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

또한, 도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 3b 및 도 3c는 표 5 및 도 3a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제3 실시예 에 따른 초소형 광학계(300)는 F 넘버(FNo)가 2.2이고, 광학계(300)의 유효초점거리는 4.45㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 2.976㎜, 제2 렌즈(L2)의 초점거리(f2)는 -4.277㎜, 제3 렌즈(L3)의 초점거리(f3)는 4.838㎜. 제4 렌즈(L4)의 초점거리(f4)는 -15.327㎜, 제5 렌즈(L5)의 초점거리(f5)는 -8.495㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 5.2955mm이다.

면 번호	곡률반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수	비고
1*	1.766	0.795	1.5304	56.2	제1 렌즈
2*	-13.019	0.030
3*	4.997	0.329	1.6071	27.0	제2 렌즈
4*	1.675	0.381
5*	-15.440	0.583	1.5304	56.2	제3 렌즈
6*	-2.238	0.182
7*	-1.196	0.401	1.5304	56.2	제4 렌즈
8*	-1.565	0.620
9*	2.891	0.908	1. 5304	56.2	제5 렌즈
10*	1.571	0.616
11	∞	0.227	1.5168	64.1	필터
12	∞	0.304
13	∞	0			상면

표 5에서 *는 비구면을 나타내며, 제3 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다. 또한, 표 5에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타낸다.

수학식 1에 의한 제3 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 6과 같다.

면번호 비구면 계수	1	2	3	4	5
Conic 상수	1.2802E-01	-6.3434E+02	-3.8405E+01	-2.8451E+00	-3.5481E+02
A	5.0518E-03	-1.7747E-03	-4.1145E-02	-2.7996E-02	-4.0312E-02
B	-9.1788E-04	-1.3673E-02	-1.6270E-02	4.2360E-02	-3.7140E-02
C	7.6448E-04	-5.9064E-03	-3.1018E-04	-3.7346E-03	1.3285E-02
D	5.4026E-04	3.2023E-04	-2.4357E-03	-5.0650E-03	3.6107E-03
E	-1.6598E-03	2.0977E-04	3.2234E-03	9.7576E-03	4.3261E-03
면번호 비구면 계수	6	7	8	9	10
Conic 상수	-1.4002E+01	-1.7171E+00	-1.8661E-01	-2.3798E+01	-7.1019E+00
A	-1.5124E-01	1.2772E-03	2.4473E-04	-9.7791E-02	-4.7820E-02
B	1.6786E-01	1.7807E-01	1.4545E-01	4.4932E-02	1.3485E-02
C	-1.7348E-01	-2.0605E-01	-9.2924E-02	-1.2917E-02	-2.5670E-03
D	5.0928E-02	5.8679E-02	2.1777E-02	1.6826E-03	1.8103E-04
E	1.7470E-03	-3.9380E-03	-1.0140E-03	-6.5634E-05	-2.9016E-06

[제4 실시예]

하기의 표 7는 본 발명의 제4 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

또한, 도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 4b 및 도 4c는 표 7 및 도 4a에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제4 실시예 에 따른 초소형 광학계(400)는 F 넘버(FNo)가 2.2이고, 광학계(400)의 유효초점거리는 4.45㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 초점거리(f1)는 2.945㎜, 제2 렌즈(L2)의 초점거리(f2)는 -4.241㎜, 제3 렌즈(L3)의 초점거리(f3)는 4.910㎜. 제4 렌즈(L4)의 초점거리(f4)는 -18.400㎜, 제5 렌즈(L5)의 초점거리(f5)는 -7.273㎜이다. 또한, 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 5.2955mm이다.

면 번호	곡률반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수	비고
1*	1.763	0.795	1.5413	56.3	제1 렌즈
2*	-14.711	0.037
3*	5.713	0.329	1.6142	25.8	제2 렌즈
4*	1.761	0.378
5*	-11.504	0.583	1.5413	56.3	제3 렌즈
6*	-2.205	0.199
7*	-1.219	0.401	1.5413	56.3	제4 렌즈
8*	-1.549	0.663
9*	3.188	0.908	1.5413	56.3	제5 렌즈
10*	1.588	0.274
11	∞	0.227	1.5168	64.1	필터
12	∞	0.584
13	∞	0			상면

표 7에서 *는 비구면을 나타내며, 제4 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다. 또한, 표 7에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타낸다.

수학식 1에 의한 제4 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 8과 같다.

면번호 비구면 계수	1	2	3	4	5
Conic 상수	1.3427E-01	-7.8340E+02	-4.6375E+01	-2.9198E+00	-9.5340E+01
A	5.5662E-03	2.2848E-03	-4.1794E-02	-2.7733E-02	-4.2325E-02
B	-1.6267E-04	-1.4870E-02	-1.4612E-02	4.3279E-02	-3.7345E-02
C	6.4925E-04	-6.5820E-03	-6.1245E-05	-4.6889E-03	1.0732E-02
D	6.0419E-04	1.7191E-03	-3.8741E-03	-6.0003E-03	1.6165E-03
E	-9.9634E-04	1.4257E-04	3.4431E-03	1.1485E-02	5.5213E-03
면번호 비구면 계수	6	7	8	9	10
Conic 상수	-1.3734E+01	-1.6563E+00	-1.8082E-01	-3.2411E+01	-7.7585E+00
A	-1.5010E-01	1.3907E-03	-2.5818E-03	-9.9103E-02	-4.6462E-02
B	1.6819E-01	1.8019E-01	1.4463E-01	4.5080E-02	1.2937E-02
C	-1.7252E-01	-2.0643E-01	-9.2652E-02	-1.2902E-02	-2.5042E-03
D	5.1496E-02	5.8438E-02	2.2050E-02	1.6880E-03	1.8306E-04
E	8.5759E-04	-3.0816E-03	-9.5074E-04	-6.7511E-05	-3.4934E-06

이상의 실시예를 통하여 도 1b, 도 1c, 도 2b, 도 2c, 도 3b, 도 3c, 도 4b, 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 소형이면서 수차 특성도 우수한 고화질의 초소형 광학계를 얻을 수 있다.

한편, 상기의 실시예 1 내지 4에 대한 조건식 1 내지 5의 값은 다음의 표 9과 같다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
f	4.450	4.450	4.450	4.450
f1	2.809	3.173	2.976	2.945
f1/f(조건식 1)	0.63	0.71	0.67	0.66
TTL/f(조건식 2)	1.21	1.21	1.19	1.19
vd1(조건식 3)	56.2	56.2	56.2	56.3
vd2(조건식 4)	29.0	27.0	27.0	25.8
vd3(조건식 5)	56.2	56.2	56.2	56.3

표 9에서와 같이 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예는 조건식 1 내지 5를 만족하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 초소형이면서도 고화질을 갖는 초소형 광학계를 구현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 초소형 광학계는 전술한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다.

L1...제1 렌즈 L2...제2 렌즈
L3...제3 렌즈 L4...제4 렌즈
L5...제5 렌즈 AS...개구 조리개
OF... 광학 필터 IP...상면
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12...면 번호

Claims

물체측으로부터 순서대로,
빛의 양을 조절하는 개구 조리개;
물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
상측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
상측으로 볼록한 비구면의 메니스커스 형상을 가지며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및
근축 영역에서 상측으로 오목한 양면 비구면의 제5 렌즈;
를 포함하여 구성되며;
초점 거리에 대하여 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
(조건식 1) 0.4 ＜ f1/f ＜ 1.0
(조건식 2) TTL/f ＜ 1.4
여기서, f1 : 제1 렌즈의 초점 거리
f : 전체 광학계의 초점 거리
TTL : 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈에 의한 8개의 렌즈면 중 적어도 어느 한 면이 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈, 및 상기 제5 렌즈 중 적어도 어느 하나는 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
제1항에 있어서,
상기 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 및 상기 제3 렌즈 각각의 아베수는 다음의 조건식을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
(조건식 3) 　Vd1　>　50
(조건식 4) 　Vd2　<　30
(조건식 5) 　Vd3　>　50
여기서, Vd1: 제1 렌즈의 아베수
Vd2: 제2 렌즈의 아베수
Vd3: 제3 렌즈의 아베수