KR20180001048A - Optical system - Google Patents

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KR20180001048A
KR20180001048A KR1020160079595A KR20160079595A KR20180001048A KR 20180001048 A KR20180001048 A KR 20180001048A KR 1020160079595 A KR1020160079595 A KR 1020160079595A KR 20160079595 A KR20160079595 A KR 20160079595A KR 20180001048 A KR20180001048 A KR 20180001048A
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lenses
optical system
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마르지에 포어노우리
보리스 키릴로프
홍복영
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삼성전기주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an object position control device comprises a plurality of lenses arranged in parallel with each other from an object side to an image side. In the lenses, compared to an image at an object side of a lens that is the closest to the object side of the lenses, a first area of an image at an image side of a lens that is the closest to the image side of the lenses is expanded, and a second area is compressed. Each of an object side surface and an image side surface of the lenses has a conic constant instead of 0.

Description

촬상 광학계{Optical system}[0001]

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

일반적으로 카메라나 휴대용 단말기와 같은 전자기기는 촬영한 이미지를 확대하고 축소하는 기능을 구비하고 있다. 종래의 전자기기는 촬영한 이미지를 다수의 픽셀로 이루어진 이미지로 해석하고 이미지를 전자적으로 확대 및 축소하여왔다. 그러나, 이미지의 전자적인 확대는 이미지의 해상도를 저하시킬 수 있으며, 이미지의 전자적인 축소는 이미지의 용량을 불필요하게 증가시키며 이미지에 대한 처리 속도를 감소시킬 수 있다.2. Description of the Related Art Generally, an electronic device such as a camera or a portable terminal has a function of enlarging and reducing a photographed image. Conventional electronic devices have interpreted photographed images as images composed of a plurality of pixels and electronically enlarged and reduced the images. However, electronic enlargement of an image may degrade the resolution of the image, and electronic reduction of the image may unnecessarily increase the capacity of the image and reduce the processing speed for the image.

이미지를 확대하거나 축소하기 위한 방법으로, 촬상 광학계에 의한 광학적인 방법이 이용될 수 있다. 그러나, 종래의 촬상 광학계는 하나의 이미지를 동일한 비율로 확대하거나 축소할 수 있을 뿐이다.As a method for enlarging or reducing an image, an optical method by an imaging optical system can be used. However, the conventional imaging optical system can only enlarge or reduce one image at the same ratio.

미국 공개특허공보 2009/0115885US Patent Application Publication No. 2009/0115885

따라서, 본 발명의 일 실시 예는 이미지를 광학적으로 확대하고 축소할 수 있는 촬상 광학계를 제공한다.Accordingly, an embodiment of the present invention provides an imaging optical system capable of optically enlarging and reducing an image.

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측부터 상측까지 나란히 배치되는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 이미지에 비해 상기 복수의 렌즈 중 상측에 가장 가까운 렌즈의 상측 이미지의 제1 영역을 확장시키고 제2 영역을 압축시키고, 상기 복수의 렌즈 각각의 물체측 면과 상측 면은 0이 아닌 코닉 상수(conic constant)를 가질 수 있다.An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of lenses arranged side by side from an object side to an image side, and the plurality of lenses are arranged in a direction from the object side to the image side of the lens closest to the object side among the plurality of lenses, The first region of the image on the image side closest to the image side closest to the image side is expanded and the second region is compressed, and the object side surface and the image side surface of each of the plurality of lenses have a non-zero conic constant .

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제5 렌즈의 상측 이미지의 제1 영역은 상기 제1 렌즈의 물체측 이미지의 제1 영역에 비해 확장되고,The imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes a first lens to a fifth lens arranged in order from the object side, and the first region of the image on the image side of the fifth lens is an image on the object side of the first lens Of the first region of the first region,

상기 제5 렌즈의 상측 이미지의 제2 영역은 상기 제1 렌즈의 물체측 이미지의 제2 영역에 비해 압축되고, 상기 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지고, 상기 제3 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고, 상기 제4 렌즈는 양면이 오목한 형상을 가지고, 상기 제5 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지고, 상기 제5 렌즈의 상측 면은 변곡점을 가질 수 있다.The second region of the image on the image side of the fifth lens is compressed as compared with the second region of the image on the object side of the first lens, the first lens has a convex shape on both sides, Wherein the fourth lens has a concave shape on both sides and the fifth lens has a convex shape on the object side and a concave shape on the image side, And the upper surface of the fifth lens may have an inflection point.

본 발명에 따르면, 이미지를 전자적으로 확대시킬 때의 해상도 저하 문제와 이미지를 전자적으로 축소시킬 때의 이미지의 용량 증가 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, it is possible to solve the resolution degradation problem when the image is electronically enlarged and the problem of the capacity increase of the image when the image is electronically reduced.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 이미지의 제1 영역의 최대 확대 비율을 증가시키면서 이미지의 제2 영역의 최소 축소 비율을 감소시킬 수 있다.Further, the imaging optical system according to an embodiment of the present invention can reduce the minimum reduction ratio of the second area of the image while increasing the maximum enlargement ratio of the first area of the image.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 물체측 이미지를 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지와 물체측 이미지간의 높이 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지에서 제1 영역의 확장 비율과 제2 영역의 압축 비율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 포함할 수 있는 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 포함할 수 있는 카메라 모듈의 분해 사시도이다.1 is a view showing an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
2 is a curve showing an aberration characteristic of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
3A is a view showing an object side image of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a diagram illustrating an image of an upper side of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a height relationship between an image on the upper side and an image on the object side of the imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an enlargement ratio of a first area and a compression ratio of a second area in an image on the upper side of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
6 is an exploded perspective view of a camera module that may include an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view of a camera module that may include an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의(aspheric) 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.In the following lens configuration diagrams, the thickness, size, and shape of the lens are shown somewhat exaggerated for the sake of explanation, and in particular, the spherical or aspheric shape shown in the lens configuration diagram is shown as an example and is not limited to this shape .

아울러, 제1 렌즈는 물체측(object side)에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5 렌즈는 상측(image side)에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.Further, the first lens means the lens closest to the object side, and the fifth lens means the lens closest to the image side.

또한, 앞쪽이라 함은 촬상 광학계에서 물체측에 가까운 쪽을 의미하고, 뒤쪽이라 함은 촬상 광학계에서 이미지 센서 또는 상측에 가까운 쪽을 의미한다. 또한, 각각의 렌즈에서 물체측 면은 물체 측에 가까운 면을 의미하고, 상측 면은 상측에 가까운 면을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름, 두께 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이다.The term "front side" means a side close to the object side in the imaging optical system, and the term "rear side" means an image sensor or an image side closer to the image side. Further, in each lens, the object side surface means a surface close to the object side, and the upper surface means a surface close to the image side. In the present specification, the numerical values of the radius of curvature, thickness, etc. of the lens are all in mm.

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

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140) 및 제5 렌즈(150)를 포함한다.1, an imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes a first lens 110, a second lens 120, a third lens 130, a fourth lens 140, 150).

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 5매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터(160)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(170)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.However, the imaging optical system according to one embodiment of the present invention is not limited to only five lenses, and may further include other components as needed. For example, the imaging optical system may further include an iris (ST) for adjusting the amount of light. In addition, the imaging optical system may further include an infrared cut filter 160 for blocking infrared rays. Further, the imaging optical system may further include an image sensor 170 for converting an image of an incident subject into an electric signal. Further, the imaging optical system may further include a gap holding member for adjusting the distance between the lens and the lens.

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The first lens to the fifth lens constituting the imaging optical system according to an embodiment of the present invention may be made of a plastic material.

상기 제1 렌즈(110)는 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)의 물체측 면과 상측 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.The first lens 110 may have a refractive power and may have a convex shape on both sides. For example, the object-side surface and the upper surface of the first lens 110 may be convex in a paraxial area.

상기 제2 렌즈(120)는 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 상기 제2 렌즈(120)의 상측 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.The second lens 120 may have a refractive power and may have a convex meniscus shape on the object side. For example, the object side surface of the second lens 120 may have a convex shape in the paraxial area, and the upper surface of the second lens 120 may be concave in the paraxial area.

상기 제3 렌즈(130)는 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)의 물체측 면과 상측 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다.The third lens 130 has a refracting power and may have a convex shape on both sides. For example, the object-side surface and the upper surface of the third lens 130 may be convex in a paraxial area.

상기 제4 렌즈(140)는 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(140)의 물체측 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 상기 제4 렌즈(140)의 상측 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.The fourth lens 140 has a refractive power and may have a concave shape on both sides. For example, the object side surface of the fourth lens 140 may have a concave shape in the paraxial area, and the upper surface of the fourth lens 140 may be concave in the paraxial area.

상기 제5 렌즈(150)는 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(150)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 상기 제5 렌즈(150)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고 변곡점을 가지는 형상일 수 있다.The fifth lens 150 has a refractive power and may be a convex meniscus shape on the object side. For example, the object side surface of the fifth lens 150 may have a convex shape in the paraxial area, and the upper surface of the fifth lens 150 may be concave in the paraxial area and have an inflection point.

그리고, 상기 조리개(ST)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.The diaphragm ST may be disposed between the second lens 120 and the third lens 130.

상기 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150) 및 조리개(ST)의 반경(radius), 두께(thickness), 반직경(semi-diameter) 및 코닉 상수(conic constant)는 하기의 표 1에 따라 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, Ln-1은 제n 렌즈의 물체측 면을 나타내고, Ln-2는 제n 렌즈의 상측 면을 나타내고, Stop은 조리개를 나타낸다.The radius, thickness, semi-diameter and conic constant of the first lens 110 to the fifth lens 150 and the diaphragm ST are shown in Table 1 below. But is not limited thereto. Here, Ln-1 represents the object-side surface of the n-th lens, Ln-2 represents the upper surface of the n-th lens, and Stop represents the aperture.

Figure pat00001
Figure pat00001

예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)의 물체측 면부터 상기 제5 렌즈(150)의 상측 면까지의 거리(Total Track Length, TTL)는 22.42mm일 수 있고, 상기 조리개(ST)의 조리개 값(Aperture Value)은 3.1mm일 수 있고, 상기 제1 렌즈(110) 내지 제5 렌즈(150)의 화각(field of view)은 -30도 내지 30도일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the total track length (TTL) from the object side of the first lens 110 to the image side of the fifth lens 150 may be 22.42 mm, Aperture Value may be 3.1 mm, and the field of view of the first lens 110 to the fifth lens 150 may be -30 to 30 degrees, but is not limited thereto.

표 1을 참조하면, 상기 제1 렌즈(110)의 두께 및 상기 제5 렌즈(150)의 두께는 상기 제2 렌즈(120) 내지 상기 제4 렌즈(140) 각각의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈(130)의 상측 면부터 상기 제4 렌즈(140)의 물체측 면까지의 거리는 상기 조리개(ST)의 상측 면부터 상기 제3 렌즈(130) 물체측 면까지의 거리보다 짧을 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈(120)의 상측 면부터 상기 제3 렌즈(130)의 물체측 면까지의 거리는 상기 제3 렌즈(130)의 물체측 면부터 상기 제5 렌즈(150)의 상측 면까지의 거리보다 길 수 있다.Referring to Table 1, the thickness of the first lens 110 and the thickness of the fifth lens 150 may be thicker than the thicknesses of the second lens 120 to the fourth lens 140, respectively. The distance from the upper surface of the third lens 130 to the object side surface of the fourth lens 140 is longer than the distance from the upper surface of the stop ST to the object side surface of the third lens 130 It can be short. The distance from the upper surface of the second lens 120 to the object-side surface of the third lens 130 is greater than the distance from the object-side surface of the third lens 130 to the upper surface of the fifth lens 150 Lt; / RTI >

상기 제1 렌즈(110) 내지 상기 제5 렌즈(150)의 각 면은 하기의 표 2에 도시된 바와 같은 비구면 계수(aspheric coefficients)를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The respective surfaces of the first lens 110 to the fifth lens 150 may have aspheric coefficients as shown in Table 2 below, but are not limited thereto.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 비구면은 하기의 수학식 1로 표현된다. 수학식 1에서, c는 렌즈의 정점에서의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 광축에 수직인 방향으로의 거리이고, Z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리이고, A는 4차 비구면 계수(표 2의 4th order)이고, B는 6차 비구면 계수(표 2의 6th order)이고, C는 8차 비구면 계수(표 2의 8th order)이고, D는 10차 비구면 계수(표 2의 10th order)이고, E는 12차 비구면 계수(표 2의 12th order)이고, K는 코닉 상수이다.The aspherical surfaces of the first lens to the fifth lens 110, 120, 130, 140, and 150 are expressed by the following Equation (1). In Equation 1, c is the curvature (inverse of the curvature radius) at the apex of the lens, K is the conic constant, Y is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, and Z is the distance and, a is a fourth order aspheric coefficient, and (4 th order in Table 2), B is a sixth order aspherical surface coefficient (6 th order in Table 2), C is eighth (8 th order in Table 2) aspheric coefficient, D is a 10-th order aspherical surface coefficient (10-th order in Table 2), E is a (12-th order in Table 2) 12-order aspheric coefficient, K is a conic constant.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)는 모두 비구면을 가질 수 있다.The first to fifth lenses 110, 120, 130, 140, and 150 may have aspherical surfaces.

표 2를 참조하면, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 각 면은 모두 0이 아닌 코닉 상수, 0이 아닌 4차 비구면 계수 및 0이 아닌 6차 비구면 계수를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(110)의 양면, 상기 제2 렌즈(120)의 양면, 상기 제3 렌즈(130)의 물체측 면, 상기 제4 렌즈(140)의 양면 및 상기 제5 렌즈(150)의 상측 면의 코닉 상수는 음수이고, 상기 제3 렌즈(130)의 상측 면 및 상기 제5 렌즈(150)의 물체측 면의 코닉 상수는 양수일 수 있다.Referring to Table 2, the respective surfaces of the first lens to the fifth lens 110, 120, 130, 140, and 150 are all non-zero conic constants, non-zero quadratic aspherical surface coefficients, And may have an aspherical surface coefficient. Both surfaces of the first lens 110, both surfaces of the second lens 120, the object side surface of the third lens 130, both surfaces of the fourth lens 140, And the conic constant of the upper surface of the third lens 130 and the object-side surface of the fifth lens 150 may be a positive number.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 하기의 표 3과 같은 파장 데이터를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the imaging optical system according to an embodiment of the present invention may have wavelength data as shown in Table 3 below, but the present invention is not limited thereto.

Figure pat00004
Figure pat00004

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.2 is a curve showing an aberration characteristic of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제1 렌즈(110)의 물체측 면의 중심에 가까운 지점으로부터 제5 렌즈(150)의 상측 면까지의 광의 굴절 특성은 제1 렌즈(110)의 물체측 면의 가장자리에 가까운 지점으로부터 제5 렌즈(150)의 상측 면까지의 광의 굴절 특성과 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 렌즈(110)의 중심 영역의 이미지는 제5 렌즈의 중심 영역에서 확장될 수 있으며, 제1 렌즈(110)의 주변 영역의 이미지는 제5 렌즈의 주변 영역에서 축소될 수 있다.2, the refraction characteristic of light from a point near the center of the object side surface of the first lens 110 to the image side of the fifth lens 150 is set at the edge of the object side surface of the first lens 110 The refractive power of the light from the nearest point to the upper surface of the fifth lens 150 may be different. Accordingly, the image of the central area of the first lens 110 can be expanded in the central area of the fifth lens, and the image of the peripheral area of the first lens 110 can be reduced in the peripheral area of the fifth lens .

이미지의 확장 비율 및 축소 비율을 나타내는 줌 배율(zoom magnification)은 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다. 여기서, y는 이미지의 높이를 나타내고, 는 theta는 광의 입사 각도를 나타내고, R은 제1 렌즈(110)의 물체측 이미지를 나타내고, I는 제5 렌즈(150)의 상측 이미지를 나타내고, f는 초점 거리를 나타내고, Dist은 광의 왜곡수차(distortion)이다.A zoom magnification indicating an enlargement ratio and a reduction ratio of an image can be expressed by the following equation (2). Here, y represents the height of the image,? Represents the incident angle of light, R represents the object side image of the first lens 110, I represents the image on the upper side of the fifth lens 150, Represents a focal distance, and Dist is a distortion of light.

예를 들어, 물체측 이미지의 높이가 상측 이미지의 높이의 -1/3배일 경우, Dist는 약 -67%이고, 줌 배율은 3일 수 있다.For example, if the height of the object side image is -1/3 times the height of the image above, Dist is about -67% and the zoom magnification can be 3.

Figure pat00005
Figure pat00005

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 물체측 이미지를 나타낸 도면이다.3A is a view showing an object side image of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지를 나타낸 도면이다.FIG. 3B is a diagram illustrating an image of an upper side of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상측 이미지에서 중심 영역은 확대될 수 있으며, 상측 이미지에서 주변 영역은 축소될 수 있다. 예를 들어, 중심 영역은 제1 영역일 수 있고, 주변 영역은 제2 영역일 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, the center region in the image on the upper side can be enlarged, and the peripheral region in the image on the upper side can be reduced. For example, the central region may be a first region, and the peripheral region may be a second region.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지와 물체측 이미지간의 높이 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a height relationship between an image on the upper side and an image on the object side of the imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 점선은 일반적인 촬상 광학계의 상측 이미지와 물체측 이미지의 관계를 나타내고, 실선은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지와 물체측 이미지의 관계를 나타낸다.4, the dotted line indicates the relationship between the image on the upper side and the image on the object side of a typical imaging optical system, and the solid line indicates the relationship between the image on the upper side and the image on the object side of the imaging optical system according to one embodiment of the present invention.

여기서, 곡선의 기울기는 이미지의 줌 배율을 의미한다. 일반적인 촬상 광학계가 이미지의 동일한 비율로 확대하거나 축소하므로, 점선의 기울기는 상수일 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 각 영역별로 다른 비율로 이미지를 확대하고 축소하므로, 실선의 기울기는 가변적일 수 있다.Here, the slope of the curve means the zoom magnification of the image. Since the general imaging optical system magnifies or reduces at the same rate of the image, the slope of the dotted line can be a constant. Since the imaging optical system according to the embodiment of the present invention enlarges and reduces the image at different ratios for each region, the slope of the solid line may be variable.

또한, 그래프에서 실선과 점선이 이루는 영역의 넓이가 클수록, 이미지의 최대 확대 비율과 최소 축소 비율간의 차이는 클 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 상기 넓이가 넓은 특성을 가지므로, 이미지의 큰 최대 확대 비율과 작은 최소 축소 비율을 가질 수 있다.In addition, the larger the area of the solid line and the dotted line in the graph, the larger the difference between the maximum enlargement ratio and the minimum reduction ratio of the image. The imaging optical system according to an embodiment of the present invention may have a large maximum magnification ratio and a small minimum magnification ratio of the image because the imaging optical system has the wide characteristic.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계의 상측 이미지에서 중심영역의 확장 비율과 주변영역의 압축 비율을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the enlargement ratio of the center region and the compression ratio of the peripheral region in the image on the upper side of the imaging optical system according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 가로축은 광의 입사 각도를 나타내고, 세로축은 줌 배율을 나타낸다.Referring to Fig. 5, the horizontal axis represents the incidence angle of light, and the vertical axis represents the zoom magnification.

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 중심 영역에서 3의 줌 배율이고 주변 영역에서 0.26의 줌 배율인 특성을 가질 수 있다.The imaging optical system according to an embodiment of the present invention may have a zoom magnification of 3 in the center area and a zoom magnification of 0.26 in the peripheral area.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 광의 입사 각도가 12.6도일 때 1의 줌 배율인 특성을 가질 수 있다.In addition, the imaging optical system according to an embodiment of the present invention may have a characteristic of being a zoom magnification of 1 when the incident angle of light is 12.6 degrees.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 포함할 수 있는 카메라 모듈의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a camera module that may include an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 렌즈 모듈(1400)에 포함될 수 있으며, 렌즈 모듈(1400)은 카메라 모듈(1000)에 포함될 수 있다.6, an imaging optical system according to an embodiment of the present invention may be included in the lens module 1400, and the lens module 1400 may be included in the camera module 1000. FIG.

렌즈 모듈(1400)는 렌즈 배럴(1430)를 갖는 렌즈 캐리어(1420)를 수용하는 하우징(1410)과 렌즈 캐리어(1420)의 광축(1)을 따른 이동을 제한하는 스토퍼(1440) 및 하우징(1410)을 감싸는 쉴드 케이스(1450)를 포함할 수 있다.The lens module 1400 includes a housing 1410 for receiving a lens carrier 1420 having a lens barrel 1430 and a stopper 1440 for limiting movement along the optical axis 1 of the lens carrier 1420 and a housing 1410 And a shield case 1450 surrounding the shield case 1450.

렌즈 배럴(1430)은 적어도 하나의 렌즈가 접착제 또는 나사 결합방식으로 조립될 수 있다.The lens barrel 1430 may be assembled with at least one lens in an adhesive or a threaded manner.

액추에이터 구동 장치(1100)는 기판(1200)의 일면에 배치될 수 있으며, 액추에이터(1300)는 코일(1310) 및 자성체(1320)을 포함할 수 있다.The actuator driving apparatus 1100 may be disposed on one side of the substrate 1200 and the actuator 1300 may include a coil 1310 and a magnetic body 1320.

코일(1310)는 기판(1200)의 일면에 배치될 수 있으며, 자성체(1320)는 코일(1310)과 대면하여 렌즈 캐리어(1420)에 배치될 수 있다.The coil 1310 may be disposed on one side of the substrate 1200 and the magnetic substance 1320 may be disposed on the lens carrier 1420 facing the coil 1310.

예를 들어, 코일(1310)은 액추에이터 구동 장치(1100)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.For example, the coil 1310 may be disposed along the periphery of the actuator drive apparatus 1100. [

액추에이터 구동 장치(1100)과 코일(1310)이 배치된 기판(1200)은 인쇄회로기판일 수 있으며, 기판(1200)은 하우징(1410) 측면에 배치될 수 있다.The substrate 1200 on which the actuator driving device 1100 and the coil 1310 are disposed may be a printed circuit board and the substrate 1200 may be disposed on the side of the housing 1410. [

액추에이터 구동 장치(1100)로부터의 전류는 코일(1310)에 공급되어 전기장을 형성할 수 있으며, 이는 자성체(1320)의 자기장과 상호 작용하여, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 렌즈 캐리어(1420)를 광축(1) 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시킬 수 있다.The current from the actuator driver 1100 can be supplied to the coil 1310 to form an electric field that interacts with the magnetic field of the magnetic body 1320 to move the lens carrier 1420 along the optical axis 1) < / RTI >

자성체(1320)는 코일(1310)에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장과 반응하여 구동력을 발생시킬 수 있으며, 액추에이터 구동 장치(1100)의 홀 센서에 위치 정보를 제공할 수 있다.The magnetic body 1320 can generate a driving force by reacting with a magnetic field generated when a current flows through the coil 1310 and can provide position information to the hall sensor of the actuator driving apparatus 1100. [

자성체(1320)는 제1 자성체(1321) 및 제2 자성체(1322)를 포함할 수 있다.The magnetic body 1320 may include a first magnetic body 1321 and a second magnetic body 1322.

제1 자성체(1321)와 제2 자성체(1322)는 자성체(1320)가 분극되어 형성될 수 있으며, 이에 따라 렌즈 캐리어(1420)의 이동을 제어하는데 용이할 수 있다.The first magnetic body 1321 and the second magnetic body 1322 can be formed by polarizing the magnetic body 1320 and thus can be easily controlled in movement of the lens carrier 1420.

볼 베어링(1460)은 하우징(1410)의 내부 가이드에 배치되어 구름 동작을 통해 렌즈 캐리어(1420)의 광축을 따른 이동을 지지할 수 있다.The ball bearing 1460 may be disposed in the inner guide of the housing 1410 to support movement along the optical axis of the lens carrier 1420 through rolling motion.

볼 베어링(1460)은 하우징(1410)의 내부 가이드에 나누어(1461,1462) 배치될 수 있으며, 볼 베어링(1460)의 표면에는 윤활제가 도포될 수 있다.The ball bearings 1460 may be divided into internal guides 1461 and 1462 of the housing 1410 and the surfaces of the ball bearings 1460 may be coated with a lubricant.

이미지 센서 모듈(1500)은 하우징(1410) 하부에 배치될 수 있으며, 이미지 센서 모듈(1500)은 이미지 센서(1510), 가요성 인쇄회로(1520) 및 회로 기판(1530)을 포함할 수 있다. 이미지 센서(1510)는 결상면에 배치되고 와이어 본딩(1540)에 의해 회로기판(1530)의 일면에 장착될 수 있다. 가요성 인쇄회로(1520)는 회로 기판(1530)으로부터 연장되어 추후에 설명할 카메라, 이동 통신 단말기 등의 전자 장치의 내부 회로와 연결될 수 있다. 회로 기판(1530)의 일측 단부에는 기판(1200)과 결합되는 결합부(1560)이 마련될 수 있다. 더하여, 이미지 센서 모듈(1500)은 입사되는 이미지를 필터링하여 이미지 센서(1510)에 전달하는 적외선 필터(1550)을 더 포함할 수 있다.The image sensor module 1500 may be disposed under the housing 1410 and the image sensor module 1500 may include the image sensor 1510, the flexible printed circuit 1520, and the circuit board 1530. The image sensor 1510 is disposed on the image plane and can be mounted on one side of the circuit board 1530 by wire bonding 1540. The flexible printed circuit 1520 may extend from the circuit board 1530 and be connected to an internal circuit of an electronic device such as a camera, a mobile communication terminal, etc., which will be described later. At one end of the circuit board 1530, a coupling portion 1560 coupled with the board 1200 may be provided. In addition, the image sensor module 1500 may further include an infrared filter 1550 that filters the incident image and transmits the filtered image to the image sensor 1510.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 포함할 수 있는 카메라 모듈의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of a camera module that may include an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 렌즈 모듈(2400)에 포함될 수 있으며, 렌즈 모듈(2400)은 카메라 모듈(2000)에 포함할 수 있고, 렌즈 모듈(2400)은 렌즈 배럴(2410), 렌즈 캐리어(2402), 하우징(2424)을 포함할 수 있으며, 도시되지 않았지만 도 3a와 마찬가지로 쉴드 케이스를 포함할 수 있다.7, an imaging optical system according to an embodiment of the present invention may be included in the lens module 2400, the lens module 2400 may be included in the camera module 2000, Lens barrel 2410, lens carrier 2402, housing 2424, and may include a shield case, not shown, as in FIG. 3A.

렌즈 캐리어(2402)의 외주면에는 코일(2310)이 배치될 수 있다. 코일(2310)은 렌즈 캐리어(2402)의 외주면에 권선될 수도 있고, 복수의 권취된 코일이 렌즈 캐리어(2402)의 외주면을 따라 배치될 수 있다. 코일(2310)의 배치에 따라 자성체(2320)가 복수개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 자성체(2320)은 4개가 배치될 수 있다. 코일(2310)과 자성체(2320)는 액추에이터(2300)를 구성할 수 있으며, 코일(2310)의 전기장과 자성체(2320)의 자기장의 상호 작용에 의해 렌즈 캐리어(2402)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있는 구동력이 생성될 수 있다. 자성체(2320)은 도 6의 설명과 같이 제1 및 제2 자성체로 구성되고, 그 기능이 유사할 수 있다. A coil 2310 may be disposed on the outer circumferential surface of the lens carrier 2402. The coil 2310 may be wound around the outer circumferential surface of the lens carrier 2402 and a plurality of wound coils may be disposed along the outer circumferential surface of the lens carrier 2402. [ A plurality of the magnetic bodies 2320 may be arranged according to the arrangement of the coils 2310. For example, four magnetic bodies 2320 may be disposed. The coil 2310 and the magnetic body 2320 can constitute the actuator 2300 and can move the lens carrier 2402 in the direction of the optical axis by the interaction between the electric field of the coil 2310 and the magnetic field of the magnetic body 2320 A driving force can be generated. The magnetic body 2320 is composed of the first and second magnetic bodies as described in Fig. 6, and the functions thereof may be similar.

한편, 예를 들어, 4개의 자성체(2320) 중 적어도 하나의 자성체는 홀 센서에 위치 정보를 제공하는데 사용될 수도 있다.On the other hand, for example, at least one of the four magnetic bodies 2320 may be used to provide position information to the Hall sensor.

또한, 예를 들어, 부가적으로 검출용 자성체(2403)가 렌즈 캐리어(2402)에 배치될 수 있으며, 예를 들어 렌즈 캐리어(2402)의 외면 중 코일(2310)이 형성되지 않은 부분에 배치될 수도 있다.Further, for example, the detecting magnetic substance 2403 may be disposed in the lens carrier 2402, for example, in a portion of the outer surface of the lens carrier 2402 where the coil 2310 is not formed It is possible.

더하여, 예를 들어, 부가적으로 검출용 자성체(2403)의 자기장을 검출하는 홀 센서(2443)가 제1 프레임(2442)에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 홀 센서(2443)는 도 1에 도시된 홀 센서(140)일 수 있다.In addition, for example, a Hall sensor 2443, which detects the magnetic field of the detecting magnetic body 2403, may additionally be disposed in the first frame 2442. Also, for example, the hall sensor 2443 may be the hall sensor 140 shown in FIG.

렌즈모듈(2400)은 렌즈 모듈(2400)의 외형을 지지하는 제1 및 제2 프레임(2442,2444)을 포함할 수 있으며, 렌즈 캐리어(2402)의 광축 방향 이동을 지지하는 제1 및 제2 탄성 부재(2472,2474)를 더 포함할 수 있다. 제2 프레임(2444)의 하부에는 이미지 센서 모듈(2500)과 액추에이터 구동 장치(2100)가 구비될 수 있으며, 이미지 센서 모듈(2500)과 액추에이터 구동 장치(2100)는 하나의 집적 회로로 구성될 수 있다.The lens module 2400 may include first and second frames 2442 and 2444 that support the contour of the lens module 2400 and may include first and second And may further include elastic members 2472 and 2474. The image sensor module 2500 and the actuator driving device 2100 may be provided under the second frame 2444 and the image sensor module 2500 and the actuator driving device 2100 may be configured as one integrated circuit have.

액추에이터 구동 장치(2100)로부터의 전류는 서스펜션 와이어(2465)를 통해 코일(2310)에 전달될 수 있으며, 이를 위해, 제1 탄성부재(2472)의 에지부(2475)는 서스펜션 와이어(2465)의 일단(2465-2)와 결합하는 와이어 결합부(2475-2)를 포함할 수 있다. 와이어 결합부(2475-2)는 홀 형상일 수 있다.The current from the actuator driving device 2100 can be transmitted to the coil 2310 via the suspension wire 2465. To this end, the edge portion 2475 of the first elastic member 2472 contacts the suspension wire 2465 And may include a wire coupling portion 2475-2 that couples with the first end 2465-2. The wire connecting portion 2475-2 may be in the shape of a hole.

이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Anyone can make various variations.

110: 제1 렌즈
120: 제2 렌즈
130: 제3 렌즈
140: 제4 렌즈
150: 제5 렌즈
160: 적외선 차단 필터
170: 이미지 센서
ST: 조리개110: first lens
120: Second lens
130: Third lens
140: fourth lens
150: fifth lens
160: Infrared cut filter
170: Image sensor
ST: Aperture

Claims (11)

물체측부터 상측까지 나란히 배치되는 복수의 렌즈를 포함하고,
상기 복수의 렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 이미지에 비해 상기 복수의 렌즈 중 상측에 가장 가까운 렌즈의 상측 이미지의 제1 영역을 확장시키고 제2 영역을 압축시키고,
상기 복수의 렌즈 각각의 물체측 면과 상측 면은 0이 아닌 코닉 상수(conic constant)를 가지는 촬상 광학계.
And a plurality of lenses arranged side by side from the object side to the image side,
Wherein the plurality of lenses expand a first region of an image on the upper side of the lens closest to the image side of the plurality of lenses and compress the second region, as compared with an object side image of the lens closest to the object side among the plurality of lenses,
Wherein the object-side surface and the image-side surface of each of the plurality of lenses have a conic constant other than zero.
제1항에 있어서,
상기 복수의 렌즈 각각의 물체측 면과 상측 면은 0이 아닌 4차 비구면 계수 및 0이 아닌 6차 비구면 계수를 가지는 촬상 광학계.
The method according to claim 1,
Wherein the object-side surface and the image-side surface of each of the plurality of lenses have a quadratic aspherical surface coefficient that is not 0 and a sixth-order aspherical surface coefficient that is not 0.
제1항에 있어서,
상기 복수의 렌즈 중 상측에 가장 가까운 렌즈의 상측 면은 변곡점을 가지는 촬상 광학계.
The method according to claim 1,
And an upper surface of the lens closest to the upper side of the plurality of lenses has an inflection point.
제1항에 있어서,
상기 복수의 렌즈 중 물체측에 가장 가까운 렌즈와 상측에 가장 가까운 렌즈는 나머지 렌즈 각각보다 두꺼운 촬상 광학계.
The method according to claim 1,
Wherein the lens closest to the object side and the lens closest to the object side of the plurality of lenses are thicker than the rest of the lenses.
제1항에 있어서,
상기 복수의 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈 내지 제5 렌즈로 이루어진 촬상 광학계.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of lenses comprise a first lens to a fifth lens arranged in order from the object side.
제5항에 있어서,
상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈의 사이에 배치되는 조리개; 및
상기 제5 렌즈의 상측 면으로부터 이격되어 배치되는 플라스틱 재질의 필터를 더 포함하는 촬상 광학계.
6. The method of claim 5,
A diaphragm disposed between the second lens and the third lens; And
Further comprising a filter made of a plastic material disposed to be spaced apart from an upper surface of the fifth lens.
제6항에 있어서,
상기 제3 렌즈의 상측 면부터 상기 제4 렌즈의 물체측 면까지의 거리는 상기 조리개의 상측 면부터 상기 제3 렌즈 물체측 면까지의 거리보다 짧은 촬상 광학계.
The method according to claim 6,
Wherein a distance from an upper surface of the third lens to an object side surface of the fourth lens is shorter than a distance from an upper surface of the diaphragm to a surface closer to the third lens object.
제5항에 있어서,
상기 제2 렌즈의 상측 면부터 상기 제3 렌즈의 물체측 면까지의 거리는 상기 제3 렌즈의 물체측 면부터 상기 제5 렌즈의 상측 면까지의 거리보다 긴 촬상 광학계.
6. The method of claim 5,
Wherein the distance from the image side of the third lens to the image side of the third lens is longer than the distance from the object side of the third lens to the image side of the fifth lens.
제5항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 양면, 상기 제2 렌즈의 양면, 상기 제3 렌즈의 물체측 면, 상기 제4 렌즈의 양면 및 상기 제5 렌즈의 상측 면의 코닉 상수는 음수이고,
상기 제3 렌즈의 상측 면 및 상기 제5 렌즈의 물체측 면의 코닉 상수는 양수인 촬상 광학계.
6. The method of claim 5,
The conic constants of both surfaces of the first lens, both surfaces of the second lens, the object side surface of the third lens, both surfaces of the fourth lens and the upper surface of the fifth lens are negative,
Wherein the conic constant of the image side of the third lens and the image side of the fifth lens is positive.
제5항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고,
상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지고,
상기 제3 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고,
상기 제4 렌즈는 양면이 오목한 형상을 가지고,
상기 제5 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지는 촬상 광학계.
6. The method of claim 5,
Wherein the first lens has a convex shape on both sides,
Wherein the second lens has a convex shape on the object side and a concave shape on the upper side,
Wherein the third lens has a convex shape on both sides,
Wherein the fourth lens has a concave shape on both sides,
Wherein the fifth lens has a convex shape on the object side and a concave shape on the upper side.
물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고,
상기 제5 렌즈의 상측 이미지의 제1 영역은 상기 제1 렌즈의 물체측 이미지의 제1 영역에 비해 확장되고,
상기 제5 렌즈의 상측 이미지의 제2 영역은 상기 제1 렌즈의 물체측 이미지의 제2 영역에 비해 압축되고,
상기 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고,
상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지고,
상기 제3 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가지고,
상기 제4 렌즈는 양면이 오목한 형상을 가지고,
상기 제5 렌즈는 물체측 면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상을 가지고,
상기 제5 렌즈의 상측 면은 변곡점을 가지는 촬상 광학계.And a first lens to a fifth lens arranged in order from the object side,
The first region of the image on the image side of the fifth lens is expanded compared with the first region of the image on the object side of the first lens,
The second region of the image on the image side of the fifth lens is compressed compared with the second region of the object side image of the first lens,
Wherein the first lens has a convex shape on both sides,
Wherein the second lens has a convex shape on the object side and a concave shape on the upper side,
Wherein the third lens has a convex shape on both sides,
Wherein the fourth lens has a concave shape on both sides,
Wherein the fifth lens has a convex shape on the object side and a concave shape on the upper side,
And an upper surface of the fifth lens has an inflection point.
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