KR20180076742A - 촬상 광학계 - Google Patents

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KR20180076742A
KR20180076742A KR1020160181232A KR20160181232A KR20180076742A KR 20180076742 A KR20180076742 A KR 20180076742A KR 1020160181232 A KR1020160181232 A KR 1020160181232A KR 20160181232 A KR20160181232 A KR 20160181232A KR 20180076742 A KR20180076742 A KR 20180076742A
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optical system
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정진화
조용주
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈;를 포함하고, 상기 제8 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 BFL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, BFL/f < 0.15를 만족할 수 있다.

Description

촬상 광학계{Optical system}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.
그런데 휴대용 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 촬상 광학계를 구성하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 좁은 화각을 구현하면서도 슬림한 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
또한, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈;를 포함하고, 상기 제8 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 BFL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, BFL/f < 0.15를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 좁은 화각을 가지면서도 슬림한 촬상 광학계를 구현할 수 있다.
또한, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 4는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 7은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 8은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 10은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 11은 도 9에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 12는 도 9에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 14는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 15는 도 13에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 16은 도 13에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 18은 도 17에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 19는 도 17에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 20은 도 17에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 22는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 23은 도 21에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈 특성을 나타낸 표이고,
도 24는 도 21에 도시된 촬상 광학계의 각 렌즈의 비구면 계수를 나타낸 표이다.
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.
제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제8 렌즈는 이미지 센서에 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) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, FOV(촬상 광학계의 화각)의 단위는 Degree 이다.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 8매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈를 포함한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 8매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 필터는 제8 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다.
또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개는 제3 렌즈와 제4 렌즈 사이 또는 제4 렌즈와 제5 렌즈 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제8 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
아울러, 제1 렌즈 내지 제8 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가진다. 또한, 제1 렌즈 내지 제8 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 제1 렌즈 내지 제8 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제8 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 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 ~ F는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제8 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/정/부/정/부/정의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] BFL/f < 0.15
[조건식 2] 0.7 < TTL/f < 1.0
[조건식 3] f/ImgH < 2.9
[조건식 4] -30 < f6/f < 30
[조건식 5] TTL/ImgH > 1.0
조건식들에서 f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, BFL은 제8 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, ImgH는 이미지 센서의 상면의 대각길이의 절반이고, f6은 제6 렌즈의 초점거리이다.
Figure pat00002
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제8 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다. 또는, 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제2 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제2 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제3 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제4 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제4 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제5 렌즈는 부의 굴절력을 가진다.
아울러, 제5 렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상일 수 있다. 또는, 제5 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제6 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다.
아울러, 제6 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제6 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상일 수 있다. 또는, 제6 렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제6 렌즈의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
제6 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제7 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제7 렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제7 렌즈의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제7 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제8 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다. 또는, 제8 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제8 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상일 수 있다.
제8 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제8 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제8 렌즈는 제2 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제8 렌즈의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 촬상 광학계의 밝기를 나타내는 상수(Fno)는 2.4 이하로 구성되며, 이에 따라 저조도 환경에서도 이미지를 선명하게 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 망원비(TTL/f)가 1보다 작게 형성되므로, 망원 렌즈의 특징을 가지며, 화각은 40° 이하로 구성될 수 있다. 이에 따라 좁은 화각을 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 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), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170) 및 제8 렌즈(180)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(190) 및 이미지 센서(191)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 3에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.622 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.990 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 22.288 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 38.607 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -11.193 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 106.931 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -7.066 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 18.325 mm이다.
또한, BFL/f는 0.13이고, TTL/f는 0.893이고, f/ImgH는 2.835이고, f6/f는 11.256이고, TTL/ImgH는 1.265이다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(160)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(170)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(170)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(170)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(180)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(180)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(110) 내지 제8 렌즈(180)의 각 면은 도 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제8 렌즈(180)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 5 내지 도 8을 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), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260), 제7 렌즈(270) 및 제8 렌즈(280)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(290) 및 이미지 센서(291)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 7에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.6171 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.8634 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 21.3041 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 31.1721 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -10.1467 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 -53.5815 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -7.0016 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 18.1526 mm이다.
또한, BFL/f는 0.095이고, TTL/f는 0.853이고, f/ImgH는 2.835이고, f6/f는 -5.64이고, TTL/ImgH는 1.209이다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(270)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(270)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(270)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(280)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(280)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(210) 내지 제8 렌즈(280)의 각 면은 도 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제8 렌즈(280)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 9 내지 도 12를 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), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360), 제7 렌즈(370) 및 제8 렌즈(380)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(390) 및 이미지 센서(391)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 11에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.5688 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.667 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 15.6031 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 35.7796 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -7.4186 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 -45.0951 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -8.6419 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 25.7824 mm이다.
또한, BFL/f는 0.095이고, TTL/f는 0.842이고, f/ImgH는 2.835이고, f6/f는 -4.747이고, TTL/ImgH는 1.194이다.
본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(370)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(370)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(370)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(370)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(380)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(380)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(310) 내지 제8 렌즈(380)의 각 면은 도 12에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제8 렌즈(380)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 10에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 13 내지 도 16을 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), 제5 렌즈(450), 제6 렌즈(460), 제7 렌즈(470) 및 제8 렌즈(480)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(490) 및 이미지 센서(491)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 15에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.5911 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.433 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 15.5555 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 27.9197 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -8.634 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 -14.9025 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -7.3676 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 12.3205 mm이다.
또한, BFL/f는 0.095이고, TTL/f는 0.832이고, f/ImgH는 2.835이고, f6/f는 -1.569이고, TTL/ImgH는 1.179이다.
본 발명의 제4 실시예에서, 제1 렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(420)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(420)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(430)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(430)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(440)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(450)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(460)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(460)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제7 렌즈(470)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(470)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(470)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(470)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(470)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(480)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(480)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(410) 내지 제8 렌즈(480)의 각 면은 도 16에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(410) 내지 제8 렌즈(480)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제4 렌즈(240)와 제5 렌즈(250) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 14에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 17 내지 도 20을 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), 제5 렌즈(550), 제6 렌즈(560), 제7 렌즈(570) 및 제8 렌즈(580)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(590) 및 이미지 센서(591)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 19에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.5945 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -10.0201 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 -615.7002 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 1017.39 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -24.509 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 96.4093 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -6.5688 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 15.8206 mm이다.
또한, BFL/f는 0.149이고, TTL/f는 0.944이고, f/ImgH는 2.686이고, f6/f는 9.601이고, TTL/ImgH는 1.268이다.
본 발명의 제5 실시예에서, 제1 렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(510)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제2 렌즈(520)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(520)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(520)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(530)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(540)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(550)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(560)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(560)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(570)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(570)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(570)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(570)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(570)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(580)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(580)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 볼록한 형상이다.
한편, 제1 렌즈(510) 내지 제8 렌즈(580)의 각 면은 도 20에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(510) 내지 제8 렌즈(580)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제3 렌즈(530)와 제4 렌즈(540) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 18에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 21 내지 도 24를 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), 제5 렌즈(650), 제6 렌즈(660), 제7 렌즈(670) 및 제8 렌즈(680)를 구비하는 광학계를 포함하고, 조리개(ST), 적외선 차단필터(690) 및 이미지 센서(691)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 도 23에 도시된 표와 같다.
한편, 제1 렌즈의 초점거리(f1)는 4.4944 mm이고, 제2 렌즈의 초점거리(f2)는 -7.3212 mm이고, 제3 렌즈의 초점거리(f3)는 12.1061 mm이고, 제4 렌즈의 초점거리(f4)는 29.3566 mm이고, 제5 렌즈의 초점거리(f5)는 -5.9446 mm이고, 제6 렌즈의 초점거리(f6)는 -243.2353 mm이고, 제7 렌즈의 초점거리(f7)는 -9.4043 mm이고, 제8 렌즈의 초점거리(f8)는 120.4209 mm이다.
또한, BFL/f는 0.1이고, TTL/f는 0.833이고, f/ImgH는 2.686이고, f6/f는 -27.026이고, TTL/ImgH는 1.119이다.
본 발명의 제6 실시예에서, 제1 렌즈(610)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(610)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(610)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(620)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(620)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(620)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(630)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(630)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(630)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제4 렌즈(640)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(640)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제5 렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(650)의 제1 면과 제2 면은근축 영역에서 오목한 형상이다.
제6 렌즈(660)는 부의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(660)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(670)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(670)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(670)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(670)의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(670)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제8 렌즈(680)는 정의 굴절력을 가지며, 제8 렌즈(680)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제8 렌즈(680)는 제2 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제8 렌즈(680)의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 각 면은 도 24에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 예를 들어, 제1 렌즈(610) 내지 제8 렌즈(680)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
그리고, 조리개(ST)는 제4 렌즈(640)와 제5 렌즈(650) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 22에 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: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520, 620: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530, 630: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540, 640: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550, 650: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560, 660: 제6 렌즈
170, 270, 370, 470, 570, 670: 제7 렌즈
180, 280, 380, 480, 580, 680: 제8 렌즈
190, 290, 390, 490, 590, 690: 적외선 차단필터
191, 291, 391, 491, 591, 691: 이미지 센서

Claims (16)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈;를 포함하고,
    상기 제8 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 BFL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    BFL/f < 0.15를 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL이라 할 때,
    0.7 < TTL/f < 1.0를 만족하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 상면의 대각길이의 절반을 ImgH라 할 때,
    f/ImgH < 2.9를 만족하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제6 렌즈의 초점거리를 f6이라 할 때,
    -30 < f6/f < 30를 만족하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 이미지 센서의 상면의 대각길이의 절반을 ImgH라 할 때,
    TTL/ImgH > 1.0를 만족하는 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이 또는 상기 제4 렌즈와 상기 제5 렌즈 사이에 배치된 조리개;를 더 포함하는 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 상측 면은 비구면인 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 오목한 촬상 광학계.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면과 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제8 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  16. 물체측으로부터 순서대로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 제7 렌즈 및 제8 렌즈;를 포함하고,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈는 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되며,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 상면까지의 거리를 TTL, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제8 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    0.7 < TTL/f < 1.0를 만족하는 촬상 광학계.
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