KR20190020421A - 촬상 광학계 - Google Patents

촬상 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR20190020421A
KR20190020421A KR1020170105365A KR20170105365A KR20190020421A KR 20190020421 A KR20190020421 A KR 20190020421A KR 1020170105365 A KR1020170105365 A KR 1020170105365A KR 20170105365 A KR20170105365 A KR 20170105365A KR 20190020421 A KR20190020421 A KR 20190020421A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
image
object side
convex
optical system
Prior art date
Application number
KR1020170105365A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101956705B1 (ko
Inventor
유호식
양동신
조용주
서솟음
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020170105365A priority Critical patent/KR101956705B1/ko
Priority to US15/892,758 priority patent/US10877245B2/en
Priority to CN201820667490.4U priority patent/CN208314308U/zh
Priority to CN202210537767.2A priority patent/CN114839746A/zh
Priority to CN201810420170.3A priority patent/CN109425967B/zh
Publication of KR20190020421A publication Critical patent/KR20190020421A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101956705B1 publication Critical patent/KR101956705B1/ko
Priority to US17/101,187 priority patent/US11656434B2/en
Priority to US18/299,984 priority patent/US11960058B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/36—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- +
    • G02B9/38—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- + both - components being meniscus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/36—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- +
    • G02B9/50—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- + both + components being meniscus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/36—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- +
    • G02B9/56—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- + all components being simple lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈; 및 상기 제1 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 상기 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되고, 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL, 상기 제4 렌즈의 상측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 BFL이라 할 때, 1.3 < TTL/BFL < 3.5을 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 단말기에 장착되는 카메라의 활용도가 높아지면서, 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.
특히, 망원 렌즈는 상대적으로 초점거리가 길게 형성되며, 이 경우 전장길이(TTL)도 길어지므로, 망원 렌즈를 소형의 휴대용 전자기기에 장착할 경우 휴대용 전자기기의 크기(두께)가 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 상대적으로 좁은 화각 및 긴 전장길이를 가지면서도 휴대용 전자기기의 크기(두께)를 증가시키지 않는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈; 및 상기 제1 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며, 상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 상기 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되고, 상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL, 상기 제4 렌즈의 상측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 BFL이라 할 때, 1.3 < TTL/BFL < 3.5을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 상대적으로 좁은 화각 및 긴 전장길이를 가지면서도 휴대용 전자기기의 크기(두께)를 증가시키지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이고,
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
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.
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 4매의 렌즈를 포함한다.
4매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제4 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 of curvature), 두께(Thickness), 거리(Distance) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 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.
근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
한편, 촬상 광학계가 휴대용 전자기기에 장착된 상태에서, 촬상 광학계의 복수의 렌즈의 광축은 휴대용 전자기기의 두께 방향(휴대용 전자기기의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하게 형성된다.
일 예로, 촬상 광학계를 구성하는 복수의 렌즈의 광축은 휴대용 전자기기의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 촬상 광학계의 전장 길이(일 예로, 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리)가 휴대용 전자기기의 두께에 영향을 주지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 촬상 광학계가 상대적으로 긴 전장 길이를 갖더라도 휴대용 전자기기의 두께에 영향을 미치지 않으므로, 휴대용 전자기기의 소형화가 가능하다.
한편, 외부 광은 휴대용 전자기기의 대략 두께 방향으로 입사되는데, 복수의 렌즈의 광축은 휴대용 전자기기의 두께 방향에 수직하게 형성되므로, 촬상 광학계는 광의 경로를 변화시킬 수 있도록 구성된다.
일 예로, 촬상 광학계는 광 경로를 변화시키도록 반사면을 갖는 반사부재를 포함한다. 반사부재는 광 경로를 전환시킬 수 있는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 4매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 포함한다.
그러나, 본 발명에 따른 촬상 광학계가 4매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 반사부재는 광 경로를 90° 변화시킬 수 있도록 구성된다. 일 예로, 반사부재는 미러 또는 프리즘일 수 있다.
반사부재는 복수의 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치된다. 일 예로, 반사부재와 복수의 렌즈 중에서, 반사부재가 물체측에 가장 가깝게 배치된 구성일 수 있다.
또한, 복수의 렌즈 중에서, 물체측에 가장 가깝게 배치된 렌즈(일 예로, 제1 렌즈)는 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈일 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈(일 예로, 제4 렌즈)와 이미지 센서 사이에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
촬상 광학계를 구성하는 복수의 렌즈 중에서 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈와 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 나머지 렌즈들은 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 상기 나머지 렌즈들은 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
일 예로, 4매의 렌즈로 구성된 촬상 광학계의 경우, 제1 렌즈와 제4 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성된다.
아울러, 복수의 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제4 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 제4 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/부/정의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] FOV ≤ 40°
[조건식 2] 0.9 < DF/DC < 1.3
[조건식 3] 1.3 < TTL/BFL < 3.5
[조건식 4] 0.8 < TTL/f < 1.5
[조건식 5] 0.75 < f12/f < 1.8
[조건식 6] CRA_max < 25°
조건식들에서 FOV는 촬상 광학계의 화각이고, DF는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 유효 반경(Effective aperture radius)이고, DC는 물체측(또는 반사부재)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 유효 반경이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리이고, BFL은 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f12는 제1 렌즈와 제2 렌즈의 합성 초점거리이고, CRA_max는 주광선의 촬상면 입사각의 최대값이다.
한편, 유효 반경은 광이 실제로 통과하는 각 렌즈의 일면(물체측 면 및 상측 면)의 반지름을 의미한다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제4 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
아울러, 제1 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다. 또는, 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면은 볼록하고, 제2 면은 오목한 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 볼록하고, 제2 면은 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 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제3 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 오목하고, 제2 면은 볼록한 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 볼록하고, 제2 면은 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.
한편, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 변곡점이 형성되지 않은 렌즈일 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 화각이 40° 이하로 구성된 망원 렌즈의 특징을 가질 수 있다. 또한, 상대적으로 좁은 화각 및 긴 전체 초점거리를 가질 수 있다.
도 1 내지 도 3을 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) 및 제4 렌즈(140)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(150) 및 이미지 센서(160)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(110)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 1과 같다.
Figure pat00002
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 10.6893 mm이고, 제1 렌즈(110)의 초점거리(f1)는 5.871596 mm이고, 제2 렌즈(120)의 초점거리(f2)는 -6.421992 mm이고, 제3 렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -37.4734 mm이고, 제4 렌즈(140)의 초점거리(f4)는 13.510605 mm이다.
또한, 촬상 광학계의 화각(FOV)은 30.24°이고, 제1 렌즈(110)의 물체측 면의 유효 반경(DC)은 1.862 mm이고, 제4 렌즈(140)의 상측 면의 유효 반경(DF)은 1.887 mm이고, 제1 렌즈(110)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(160)의 촬상면까지의 거리(TTL)는 11.373 mm이고, 제4 렌즈(140)의 상측 면으로부터 이미지 센서(160)의 촬상면까지의 거리(BFL)는 6.799 mm이고, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 합성 초점거리(f12)는 15.7264 mm이고, 주광선의 상면 입사각의 최대값(CRA_max)은 16.63°이다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 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 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(110)와 제4 렌즈(140)는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130)는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130)는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성된다.
또한, 제1 렌즈(110) 내지 제4 렌즈(140)는 변곡점을 갖지 않는 렌즈로 구성된다.
한편, 제1 렌즈(110) 내지 제4 렌즈(140)의 각 면은 표 2에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제4 렌즈(140)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure pat00003
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6을 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) 및 제4 렌즈(240)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(250) 및 이미지 센서(260)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 렌즈(210)보다 물체측에 가깝게 배치되고, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(P)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 3과 같다.
Figure pat00004
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 10.7822 mm이고, 제1 렌즈(210)의 초점거리(f1)는 5.940492 mm이고, 제2 렌즈(220)의 초점거리(f2)는 -6.401719 mm이고, 제3 렌즈(230)의 초점거리(f3)는 -40.50323 mm이고, 제4 렌즈(240)의 초점거리(f4)는 13.468033 mm이다.
또한, 촬상 광학계의 화각(FOV)은 30.04°이고, 제1 렌즈(210)의 물체측 면의 유효 반경(DC)은 1.85 mm이고, 제4 렌즈(240)의 상측 면의 유효 반경(DF)은 1.867 mm이고, 제1 렌즈(210)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(260)의 촬상면까지의 거리(TTL)는 11.443 mm이고, 제4 렌즈(240)의 상측 면으로부터 이미지 센서(260)의 촬상면까지의 거리(BFL)는 6.923 mm이고, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 합성 초점거리(f12)는 16.4729 mm이고, 주광선의 상면 입사각의 최대값(CRA_max)은 16.568°이다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)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 부의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(210)와 제4 렌즈(240)는 제1 플라스틱 재질로 구성되고, 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230)는 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되며, 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230)는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성된다.
또한, 제1 렌즈(210) 내지 제4 렌즈(240)는 변곡점을 갖지 않는 렌즈로 구성된다.
한편, 제1 렌즈(210) 내지 제4 렌즈(240)의 각 면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제4 렌즈(240)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure pat00005
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 5 및 도 6에 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.
P: 반사부재
110, 210: 제1 렌즈
120, 220: 제2 렌즈
130, 230: 제3 렌즈
140, 240: 제4 렌즈
150, 250: 적외선 차단필터
160, 260: 이미지 센서

Claims (16)

  1. 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈; 및
    상기 제1 렌즈보다 물체측에 가깝게 배치되며, 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재;를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 내지 제4 렌즈는 각각 상기 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치되고,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL, 상기 제4 렌즈의 상측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 BFL이라 할 때,
    1.3 < TTL/BFL < 3.5을 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈로 구성된 광학계의 화각을 FOV라 할 때,
    FOV ≤ 40°를 만족하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 상측 면의 유효 반경을 DF, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 반경을 DC라 할 때,
    0.9 < DF/DC < 1.3을 만족하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    0.8 < TTL/f < 1.5를 만족하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 합성 초점거리를 f12, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제4 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때,
    0.75 < f12/f < 1.8을 만족하는 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하며,
    상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 상기 제4 렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면과 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 물체측 면이 오목하고, 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈는 물체측 면이 볼록하고, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 제4 렌즈는 제1 플라스틱 재질로 구성되고,
    상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 상기 제1 플라스틱 재질과 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되는 촬상 광학계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 각각 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성되는 촬상 광학계.
  15. 광 경로를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재; 및
    상기 반사부재에 의해 경로가 변화된 광이 입사되며, 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 복수의 렌즈;를 포함하며,
    상기 반사부재와 상기 복수의 렌즈 중에서, 상기 반사부재가 물체측에 가장 가깝게 배치되고,
    상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL, 상기 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 BFL이라 할 때,
    1.3 < TTL/BFL < 3.5을 만족하며,
    상기 복수의 렌즈 중에서 상기 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상측 면의 유효 반경을 DF, 상기 복수의 렌즈 중에서 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체측 면의 유효 반경을 DC라 할 때,
    0.9 < DF/DC < 1.3을 만족하는 촬상 광학계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈는 물체측으로부터 상측을 향하여 순서대로,
    정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제1 렌즈;
    부의 굴절력을 갖고, 상측 면이 오목한 제2 렌즈;
    굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및
    굴절력을 갖는 제4 렌즈;를 포함하는 촬상 광학계.
KR1020170105365A 2017-08-21 2017-08-21 촬상 광학계 KR101956705B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105365A KR101956705B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 촬상 광학계
US15/892,758 US10877245B2 (en) 2017-08-21 2018-02-09 Optical imaging system
CN201820667490.4U CN208314308U (zh) 2017-08-21 2018-05-04 光学成像系统
CN202210537767.2A CN114839746A (zh) 2017-08-21 2018-05-04 光学成像系统
CN201810420170.3A CN109425967B (zh) 2017-08-21 2018-05-04 光学成像系统
US17/101,187 US11656434B2 (en) 2017-08-21 2020-11-23 Optical imaging system
US18/299,984 US11960058B2 (en) 2017-08-21 2023-04-13 Optical imaging system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105365A KR101956705B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 촬상 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190020421A true KR20190020421A (ko) 2019-03-04
KR101956705B1 KR101956705B1 (ko) 2019-03-11

Family

ID=64711123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170105365A KR101956705B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 촬상 광학계

Country Status (3)

Country Link
US (3) US10877245B2 (ko)
KR (1) KR101956705B1 (ko)
CN (3) CN114839746A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210027185A (ko) * 2019-08-30 2021-03-10 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 휴대 단말기
KR20210143039A (ko) * 2020-05-19 2021-11-26 삼성전기주식회사 카메라 모듈
WO2022031017A1 (ko) * 2020-08-04 2022-02-10 엘지이노텍 주식회사 광학계
US11785324B1 (en) 2022-05-27 2023-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Lens assembly and electronic device including the same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101901701B1 (ko) 2016-12-28 2018-09-27 삼성전기 주식회사 촬상 광학계
KR101956705B1 (ko) * 2017-08-21 2019-03-11 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN109901277B (zh) 2017-12-08 2021-06-01 大立光电股份有限公司 电子装置
CN110297306B (zh) 2019-04-15 2021-06-11 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
CN110297309B (zh) * 2019-06-25 2024-02-20 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
US20210026117A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 Apple Inc. Camera Including Two Light Folding Elements
CN112630868A (zh) * 2019-10-08 2021-04-09 三星电子株式会社 超透镜和包括超透镜的光学装置
KR102534057B1 (ko) * 2020-11-30 2023-05-18 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN117031708A (zh) * 2021-02-10 2023-11-10 三星电机株式会社 光学成像系统
KR102597162B1 (ko) * 2021-02-10 2023-11-02 삼성전기주식회사 촬상 광학계

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5022172B2 (ja) * 2007-10-18 2012-09-12 富士フイルム株式会社 ４枚構成小型撮像レンズ、およびカメラモジュールならびに撮像装置
JP2015102623A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 富士フイルム株式会社 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置
KR20160076341A (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 (주)파트론 렌즈 광학계
KR101762006B1 (ko) 2015-07-24 2017-07-26 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 서로 다른 화각을 가진 복수의 촬상 광학계가 장착된 모바일 기기

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776788B (zh) * 2009-01-14 2012-02-15 大立光电股份有限公司 摄像用透镜组
CN102401982B (zh) * 2010-09-16 2013-07-24 大立光电股份有限公司 光学取像镜头
TWI432821B (zh) 2011-01-20 2014-04-01 Largan Precision Co 攝影用光學透鏡組
TWI436126B (zh) 2011-05-17 2014-05-01 Largan Precision Co Ltd 影像拾取光學鏡組
CN103487919A (zh) * 2012-06-13 2014-01-01 华晶科技股份有限公司 摄像镜片组及其摄像装置
CN104020548B (zh) * 2014-01-27 2016-08-17 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头及应用此镜头的电子装置
US9557627B2 (en) 2014-03-07 2017-01-31 Apple Inc. Folded camera lens systems
US9316810B2 (en) 2014-03-07 2016-04-19 Apple Inc. Folded telephoto camera lens system
US9383550B2 (en) * 2014-04-04 2016-07-05 Qualcomm Incorporated Auto-focus in low-profile folded optics multi-camera system
KR20160000759A (ko) 2014-06-25 2016-01-05 삼성전자주식회사 소형 망원 렌즈 시스템
US9392188B2 (en) 2014-08-10 2016-07-12 Corephotonics Ltd. Zoom dual-aperture camera with folded lens
CN105425360B (zh) * 2014-09-18 2017-11-10 玉晶光电(厦门)有限公司 可携式电子装置与其光学成像镜头
CN106526787A (zh) 2016-08-25 2017-03-22 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
KR101956705B1 (ko) * 2017-08-21 2019-03-11 삼성전기주식회사 촬상 광학계

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5022172B2 (ja) * 2007-10-18 2012-09-12 富士フイルム株式会社 ４枚構成小型撮像レンズ、およびカメラモジュールならびに撮像装置
JP2015102623A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 富士フイルム株式会社 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置
KR20160076341A (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 (주)파트론 렌즈 광학계
KR101762006B1 (ko) 2015-07-24 2017-07-26 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 서로 다른 화각을 가진 복수의 촬상 광학계가 장착된 모바일 기기

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210027185A (ko) * 2019-08-30 2021-03-10 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 휴대 단말기
KR20220165231A (ko) * 2019-08-30 2022-12-14 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 휴대 단말기
US11768350B2 (en) 2019-08-30 2023-09-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Optical imaging system and portable electronic device
US11774709B2 (en) 2019-08-30 2023-10-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Optical imaging system and portable electronic device
KR20210143039A (ko) * 2020-05-19 2021-11-26 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR20220122587A (ko) * 2020-05-19 2022-09-02 삼성전기주식회사 카메라 모듈
US11796764B2 (en) 2020-05-19 2023-10-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module with telephoto imaging including three lenses of +-+, four lenses of +--+, or five lenses of +-+-+ or +--+- refractive powers
WO2022031017A1 (ko) * 2020-08-04 2022-02-10 엘지이노텍 주식회사 광학계
US11785324B1 (en) 2022-05-27 2023-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Lens assembly and electronic device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20210072504A1 (en) 2021-03-11
CN109425967B (zh) 2022-06-03
US11656434B2 (en) 2023-05-23
CN114839746A (zh) 2022-08-02
US20190056566A1 (en) 2019-02-21
CN208314308U (zh) 2019-01-01
KR101956705B1 (ko) 2019-03-11
US10877245B2 (en) 2020-12-29
US11960058B2 (en) 2024-04-16
CN109425967A (zh) 2019-03-05
US20230251463A1 (en) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101956705B1 (ko) 촬상 광학계
KR101901701B1 (ko) 촬상 광학계
KR101963591B1 (ko) 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기
KR101946261B1 (ko) 촬상 광학계
KR20160025867A (ko) 촬상 광학계
KR20160025868A (ko) 촬상 광학계
KR102483092B1 (ko) 촬상 광학계
KR102416824B1 (ko) 촬상 광학계
KR102369443B1 (ko) 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기
KR102302118B1 (ko) 촬상 광학계
KR101670136B1 (ko) 촬상 광학계
KR102662858B1 (ko) 촬상 광학계
KR102632359B1 (ko) 촬상 광학계
KR102375928B1 (ko) 촬상 광학계
KR102620529B1 (ko) 촬상 광학계
KR102456649B1 (ko) 촬상 광학계
KR102494407B1 (ko) 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기
KR102126412B1 (ko) 촬상 광학계
KR102500891B1 (ko) 촬상 광학계
KR102355660B1 (ko) 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기
KR20210033964A (ko) 촬상 광학계
KR20220038321A (ko) 촬상 광학계
KR20200073181A (ko) 촬상 광학계
KR20210050502A (ko) 촬상 광학계
KR20220062242A (ko) 촬상 광학계

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant