KR20190088716A - Optical imaging system for optical angle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광각 촬상 광학계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 6개의 렌즈를 사용함으로써, 촬영되는 피사체의 선명도를 향상시키고, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있는 광각 촬상 광학계에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wide-angle imaging optical system, and more particularly to a wide-angle imaging optical system capable of improving sharpness of a photographed subject, photographing a wider range of subjects, providing an image in which distortion aberration is corrected, Angle imaging optical system capable of providing a high-resolution image.
최근의 휴대전화 카메라, 디지털 카메라의 사용이 증대되고, 사진 촬영 또는 화상 전송 내지 통신과 같은 서비스의 다양화에 대한 요구가 강해지고 있다.Recently, the use of mobile phone cameras and digital cameras has been increasing, and demands for diversification of services such as photographing, image transmission, and communication have been intensified.
일예로, 휴대전화 카메라는 그 요구가 더욱 강해지고 있다. 또한, 휴대전화는 디지털 카메라 기술과 모바일폰 기술을 융합시킨 개념의 스마트폰으로 크게 각광을 받으면서, 스마트폰에 내장된 카메라 기술은 스마트폰의 판매에 중대한 영향을 미치는 기능이 되었다. 이에 따라, 스마트폰의 발달과 함께, 밝기의 향상과 선명도의 향상 그리고 넓은 화면을 요구하는 카메라 모듈이 개발되고 있다.For example, the demand for mobile phone cameras is getting stronger. In addition, the mobile phone has been widely recognized as a concept smart phone that combines digital camera technology and mobile phone technology, and the camera technology embedded in the smart phone has become a significant influence on the sales of the smartphone. Accordingly, with the development of a smartphone, a camera module which requires an improvement in brightness, an improvement in sharpness, and a wide screen is being developed.
또한, USB, 블루투스 등을 이용하여 컴퓨터 또는 스마트폰이 연결되는 장비가 개발됨에 따라 장비를 통한 가상현실, 모션인식, 증강현실 등을 구현할 수 있고, 각종 게임 및 일상 생활에 촬영 광학계의 활용이 많아지고 있는 추세다.In addition, as devices that connect computers or smart phones are developed using USB, Bluetooth, etc., it is possible to implement virtual reality, motion recognition, and augmented reality through equipment, and there are many applications of shooting optical systems in various games and everyday life It is a trend.
이러한 장비들의 핵심 부품으로 카메라 모듈과 촬상소자를 포함하며, 관련 장비들의 발전에 따라 핵심 부품들의 넓은 시야각을 원하고, 사이즈의 축소를 요구하고 있어, 보다 높은 성능의 렌즈모듈의 개발이 필요해지고 있다. As a core component of such devices, a camera module and an image pickup device are included. As the related equipment develops, a wide viewing angle of core parts is desired, and a reduction in size is demanded, and development of a higher performance lens module is required .
하지만, 촬상렌즈의 광각, 고해상도, 고성능화가 요구되며, 4~5매의 촬영렌즈로는 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현하기 어렵고, 광학 특성과 수차 특성을 만족하면서 슬림화된 스마트폰 단말기에 실장하는 것은 어려운 실정이다.However, the wide angle, high resolution and high performance of the imaging lens are required, and it is difficult to realize the high-performance performance required by the user with 4 to 5 photographing lenses, and the optical characteristics and the aberration characteristics are satisfied, It is difficult to do.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 6개의 렌즈를 사용함으로써, 촬영되는 피사체의 선명도를 향상시키고, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있는 광각 촬상 광학계를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems in the prior art. By using six lenses, it is possible to improve the sharpness of a photographed subject, to photograph a wider range of subjects, Angle imaging optical system capable of providing a high-resolution image.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 광각 촬상 광학계는 광축을 따라 물체 측으로부터 상면 측으로 제1렌즈와, 제2렌즈와, 제3렌즈와, 제4렌즈와, 제5렌즈와, 제6렌즈가 차례로 배열되며, 상기 제1렌즈와 상기 제6렌즈는 음의 굴절력을 갖고, 상기 제2렌즈와 상기 제5렌즈는 양의 굴절력을 가지며, 상기 제3렌즈는 입사면과 출사면이 모두 볼록한 형태를 갖고, 상기 제4렌즈는 입사면과 출사면이 모두 오목한 형태를 가지며, 3.5 < ㅣF1/Fㅣ < 4.5 인 관계식이 성립된다. 이때, F1은 상기 제1렌즈의 초점거리라 하고, F는 광학계 전체의 초점거리라 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the wide-angle imaging optical system according to the present invention includes a first lens, The fifth lens and the sixth lens are arranged in order, the first lens and the sixth lens have a negative refracting power, the second lens and the fifth lens have a positive refracting power, The lens has a convex shape in which both an incident surface and an emergent surface are convex, and the fourth lens has a concave shape in both an incident surface and an emergent surface, and a relation of 3.5 <? F1 / F? 4.5 is established. Here, F1 is the focal length of the first lens, and F is the focal length of the entire optical system.
본 발명에 따른 광각 촬상 광학계는 5.0 < ㅣR1/R2ㅣ< 7.0 인 관계식이 추가로 성립된다. 이때, R1은 상기 제1렌즈의 입사면에 형성된 제1입사부의 곡률반경이라 하고, R2는 상기 제1렌즈의 출사면에 형성된 제1출사부의 곡률반경이라 한다.The relationship of 5.0 < lR / R2 < 7.0 is additionally established in the wide-angle imaging optical system according to the present invention. Here, R1 is the radius of curvature of the first incident portion formed on the incident surface of the first lens, and R2 is the radius of curvature of the first exit portion formed on the exit surface of the first lens.
본 발명에 따른 광각 촬상 광학계는 120도 < FOV < 170도 인 관계식이 추가로 성립된다. 이때, FOV는 화각이라 한다.The relationship of 120 deg. ≪ FOV < 170 deg. Is further established in the wide-angle imaging optical system according to the present invention. At this time, the FOV is called an angle of view.
여기서, 상기 제3렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 상기 제4렌즈는 음의 굴절력을 갖는다.Here, the third lens has a positive refractive power, and the fourth lens has a negative refractive power.
본 발명에 따른 광각 촬상 광학계는 상기 상면에 입사되는 빛의 광량을 조절하는 조리개;를 더 포함한다.The wide-angle imaging optical system according to the present invention further includes a diaphragm for adjusting an amount of light incident on the upper surface.
여기서, 상기 제1렌즈의 입사면과 출사면은 각각 구면으로 이루어진다.Here, the entrance surface and the exit surface of the first lens are each a spherical surface.
여기서, 상기 제2렌즈 내지 상기 제6렌즈의 입사면과 출사면은 각각 비구면으로 이루어진다.Here, the incident surface and the exit surface of each of the second lens to the sixth lens are aspherical surfaces.
여기서, 상기 제1렌즈의 입사면에는 상기 물체 측을 기준으로 볼록한 제1입사부를 형성하고, 상기 제1렌즈의 출사면에는 상기 상면 측을 기준으로 오목한 제1출사부를 형성하며, 상기 제2렌즈의 직경은 상기 제1출사부의 직경보다 작게 형성된다.Here, a first incidence portion convex on the basis of the object side is formed on the incident surface of the first lens, a first emergence portion concave with reference to the upper surface side is formed on the emergence surface of the first lens, Is smaller than the diameter of the first emitting portion.
여기서, 상기 제2렌즈의 입사면에는 상기 물체 측을 기준으로 볼록한 제2입사부를 형성하고, 상기 제2렌즈의 출사면에는 상기 상면 측을 기준으로 오목한 제2출사부를 형성하며, 상기 제3렌즈의 직경은 상기 제2출사부의 직경보다 작게 형성된다.Here, a second incident portion convex on the object side is formed on the incident surface of the second lens, a second exit portion concave on the upper surface side is formed on the exit surface of the second lens, Is smaller than the diameter of the second emitting portion.
여기서, 상기 제6렌즈의 직경은 상기 제1출사부의 직경과 같거나 작게 형성된다.Here, the diameter of the sixth lens is equal to or smaller than the diameter of the first emitting portion.
본 발명에 따른 광각 촬상 광학계에 따르면, 6개의 렌즈를 사용함으로써, 촬영되는 피사체의 선명도를 향상시키고, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있다.According to the wide-angle imaging optical system of the present invention, by using six lenses, it is possible to improve the sharpness of a photographed subject, to photograph a wider range of subjects, to provide an image with distortion aberration correction, .
또한, 본 발명은 렌즈의 굴절능, 형태, 주광선의 입사각, 렌즈 간격 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 화각 100도 이상의 광각 화상을 제공 할 수 있Further, the present invention can appropriately design the refractivity, the shape, the incident angle of the principal ray, the lens interval, etc. of the lens to provide a wide-angle image that is small and lightweight and has a view angle of 100 degrees or more
또한, 본 발명은 렌즈모듈의 광각, 고해상도, 고성능화가 요구되며, 6매의 렌즈모듈을 통해 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현할 수 있고, 광학 특성과 수차 특성을 만족하면서 슬림화된 스마트폰 단말기에 실장이 가능하다.In addition, the lens module of the present invention is required to have a wide angle, high resolution, and high performance, and is capable of realizing high-performance performance required by a user through six lens modules and satisfying optical characteristics and aberration characteristics, Implementation is possible.
본 발명은 가상현실, 모션인식, 적외선 영역에서의 결상 등을 위한 광학계를 필요로 하는 카메라 또는 디지털 카메라, 감시카메라, 컴퓨터용 카메라, 휴대폰 카메라 등과 같은 디지털 촬영기기에 사용이 가능하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a digital camera such as a camera or a digital camera, a surveillance camera, a computer camera, a mobile phone camera or the like that requires an optical system for virtual reality, motion recognition, image formation in the infrared region,
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계의 수차도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계의 수차도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계의 수차도를 도시한 도면이다.1 is a view showing a wide-angle imaging optical system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an aberration diagram of the wide-angle imaging optical system according to the first embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a wide-angle imaging optical system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an aberration diagram of the wide-angle imaging optical system according to the second embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a wide-angle imaging optical system according to the third embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing an aberration diagram of the wide-angle imaging optical system according to the third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광각 촬상 광학계의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, an embodiment of a wide-angle imaging optical system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the present invention is not limited or limited by the examples. Further, in describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.
이하의 설명에서, 상면(IMG)은 상이 맺히는 면을 나타내는 것으로, 상면(IMG) 측은 이미지센서 등과 같은 촬상소자 등의 위치를 나타낼 수 있다. 또한, 각 렌즈의 두 양면 중 물체(OBJ) 측에 있는 렌즈면을 입사면으로, 상면(IMG) 측에 있는 렌즈면을 출사면으로 정의한다.In the following description, the upper surface IMG represents a surface on which the image is formed, and the upper surface IMG side may indicate the position of an image pickup device or the like such as an image sensor. The lens surface on the object OBJ side is defined as the incident surface and the lens surface on the image surface IMG side is defined as the exit surface in both the two surfaces of each lens.
본 발명의 광각 촬상 광학계에서 렌즈모듈을 기준으로 물체(OBJ) 측과 상면(IMG) 측은 서로 반대 방향을 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명의 광각 촬상 광학계에서 프리즘(P)의 설치에 따라 광축(OA)이 꺽이므로, 물체(OBJ) 측은 프리즘(P)과 마주보는 방향을 나타낼 수 있다.In the wide-angle imaging optical system of the present invention, the object OBJ side and the top side IMG side may be opposite to each other with respect to the lens module. Further, in the wide-angle imaging optical system of the present invention, since the optical axis OA is bent according to the installation of the prism P, the side of the object OBJ can indicate the direction facing the prism P.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 배열된 렌즈모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈모듈은 제1렌즈(110)와, 제2렌즈(120)와, 제3렌즈(130)와, 제4렌즈(140)와, 제5렌즈(150)와 제6렌즈(160)를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈모듈은 광학필터(OF)를 더 포함할 수 있고, 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, the wide-angle imaging
본 발명의 제1실시예에서 상면(IMG)은 평면형으로 이루어진다. 다른 표현으로, 촬상소자의 상면(IMG)은 광축(OA)에 수직인 평면으로 이루어진다.In the first embodiment of the present invention, the upper surface IMG is formed in a planar shape. In other words, the upper surface IMG of the image pickup device is made up of a plane perpendicular to the optical axis OA.
본 발명의 제1실시예에서 물체(OBJ)는 구면 또는 비구면으로 이루어질 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the object OBJ may be spherical or aspherical.
제1렌즈(110)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제1렌즈(110)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제1입사부(111)를 형성한다. 제1렌즈(110)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제1출사부(112)를 형성한다. 또한, 제1렌즈(110)의 출사면에는 제1출사부(112)의 가장자리를 나타내는 제1경계(114)에서 연장되는 제1지지부(113)를 형성함으로써, 제1입사부(111)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제1지지부(113)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제1입사부(111)의 곡률반경은 제1출사부(112)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1렌즈(110)는 음의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제1입사부(111)와 제1출사부(112)는 모두 구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제1입사부(111)의 직경은 제1출사부(112)의 직경보다 크게 형성되어 제1입사부(111)에 입사되는 빛이 모두 제1출사부(112)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2렌즈(120)는 양의 굴절력을 갖는다. 제2렌즈(120)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제2렌즈(120)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제2입사부(121)를 형성한다. 제2렌즈(120)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제2출사부(122)를 형성한다. 또한, 제2렌즈(120)의 출사면에는 제2출사부(122)의 가장자리를 나타내는 제2경계(124)에서 연장되는 제2지지부(123)를 형성함으로써, 제2입사부(121)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제2지지부(123)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제2입사부(121)의 곡률반경은 양수이고, 제2출사부(122)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(122)는 광축(OA)에 수직인 면에 평행이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목하게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제2입사부(121)와 제2출사부(122)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제2렌즈(120)의 직경은 제1렌즈(110)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(112)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(121)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제2렌즈(120)의 직경은 제1출사부(112)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(112)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(121)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2입사부(121)의 직경은 제2출사부(122)의 직경보다 크게 형성되어 제2입사부(121)에 입사되는 빛이 모두 제2출사부(122)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3렌즈(130)는 입사면과 출사면이 모두 볼록한 형태를 갖는다. 제3렌즈(130)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제3입사부(131)를 형성한다. 제3렌즈(130)의 입사면에는 조리개(ST)의 안착을 위한 조리개안착부가 형성될 수 있다. 조리개안착부는 제3입사부(131)의 가장자리에서 연장 형성될 수 있다. 제2렌즈(120)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제3출사부(132)를 형성한다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(131)의 곡률반경은 양수이고, 제3출사부(132)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(122)는 실질적으로 평면이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 형상을 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제3렌즈(130)는 양의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제3입사부(131)와 제3출사부(132)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제3렌즈(130)의 직경은 제2렌즈(120)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(122)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(131)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제3렌즈(130)의 직경은 제2출사부(122)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(122)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(131)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3입사부(131)의 직경은 제3출사부(132)의 직경과 같거나 작게 형성되어 제3입사부(131)에 입사되는 빛이 모두 제3출사부(132)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4렌즈(140)는 입사면과 출사면이 모두 오목한 형태를 갖는다. 제4렌즈(140)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제4입사부(141)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(140)의 입사면에는 제4입사부(141)의 가장자리를 나타내는 제3경계(143)에서 연장되는 제3지지부(142)를 형성함으로써, 제4입사부(141)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제3지지부(142)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 제4렌즈(140)의 가장자리를 향해 하향 경사를 이루거나 평면 형태를 나타낼 수 있다. 제4렌즈(140)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제4출사부(144)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(140)의 출사면에는 렌즈돌출부(145)가 돌출 형성된다. 그러면, 렌즈돌출부(145)에는 제4출사부(144)의 가장자리에서 제4렌즈(140)의 가장자리 및 상면(IMG) 측을 향해 상향 경사를 이루는 돌출면이 형성된다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(131)의 곡률반경은 음수이고, 제3출사부(132)의 곡률반경은 양수를 나타내어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제4렌즈(140)는 음의 굴절력을 갖는다. At this time, the radius of curvature of the
제4입사부(141)와 제4출사부(144)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제4렌즈(140)의 직경은 제3렌즈(130)의 직경보다 크게 형성되어 제3출사부(132)를 통해 전달되는 빛이 제4입사부(141)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4입사부(141)의 직경은 제3지지부(142)에 의해 제4출사부(144)의 직경보다 작게 형성되어 제4입사부(141)에 입사되는 빛이 모두 제4출사부(144)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5렌즈(150)는 양의 굴절력을 갖는다. 제5렌즈(150)는 상면(IMG) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제5렌즈(150)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제5입사부(151)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(150)의 입사면에는 렌즈돌출부(145)가 지지되는 돌출지지부가 구비될 수 있다. 돌출지지부는 렌즈돌출부(145)가 끼움 결합될 수 있다. 제5렌즈(150)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제5출사부(152)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(150)의 출사면에는 제5출사부(152)의 가장자리에서 연장되어 변곡점(inflection point)을 매개로 곡률반경이 변경된 변곡출사부가 형성될 수 있다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제5렌즈(150)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제5렌즈(150)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제5입사부(151)의 곡률반경과 제5출사부(152)의 곡률반경이 음수이고, 제5입사부(151)의 곡률반경은 제5출사부(152)의 곡률반경보다 작게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 물체(OBJ) 측을 기준으로 제5입사부(151)의 곡률반경은 제5출사부(152)의 곡률반경보다 크게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제5입사부(151)와 제5출사부(152)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제5렌즈(150)의 직경은 제4렌즈(140)의 직경보다 크게 형성되어 제4출사부(144)를 통해 전달되는 빛이 제5입사부(151)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5입사부(151)의 직경은 제5출사부(152)의 직경과 실질적으로 동일하게 형성되어 제5입사부(151)에 입사되는 빛이 모두 제5출사부(152)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제6렌즈(160)는 음의 굴절력을 갖는다. 제6렌즈(160)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제6입사부(161)를 형성한다. 또한, 제6렌즈(160)의 입사면에는 제6입사부(161)의 가장자리를 나타내는 제4경계(163)에서 연장되는 제4지지부(162)를 형성함으로써, 제5출사부(152)와 변곡출사부(153)에서 전달되는 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제4지지부(162)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다. 제6렌즈(160)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제6출사부(164)를 형성한다.The
또한, 제6렌즈(160)의 입사면에는 제6입사부(161)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 입사변곡부가 형성된다. 또한, 제6렌즈(160)의 출사면에는 제6출사부(164)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 출사변곡부가 형성된다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제6렌즈(160)의 입사면은 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(160)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제6렌즈(160)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 오목한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(160)의 가장자리로 갈수록 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이때, 제6렌즈(160)의 두께는 광축(OA)으로부터 제6렌즈(160)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 한다.An incidence curved portion extending from the edge of the
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제6입사부(161)의 곡률반경과 제6출사부(164)의 곡률반경이 양수이고, 제6입사부(161)의 곡률반경은 제6출사부(164)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 제6렌즈(160)의 두께가 광축(OA)으로부터 제6렌즈(160)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제6입사부(161)와 제6출사부(164)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제6렌즈(160)의 직경은 제5렌즈(150)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(152)와 변곡출사부(153)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(161)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제4지지부(162)를 제외한 제6렌즈(160)의 입사면의 직경 또는 제6입사부(161)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(160)의 입사면의 직경은 제5렌즈(150)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(152)와 변곡출사부(153)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(161)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. The diameter of the
제6입사부(161)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(160)의 직경은 제6출사부(164)와 출사변곡부를 포함하는 제6렌즈(160)의 직경보다 작게 형성되어 제6입사부(161)와 입사변곡부에 입사되는 빛이 모두 제6출사부(164)와 출사변곡부를 통해 출사되도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
또한, 제6렌즈(160)의 직경은 제1출사부(112)의 직경과 같거나 작게 형성되어 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.Further, the diameter of the
본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)에서 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120) 사이의 이격거리(D11)가 다른 렌즈들 사이의 이격거리에 비해 크게 형성됨으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The distance D11 between the
본 발명의 제1실시예에서 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120) 사이의 이격거리(D11)가 가장 크고, 다음으로 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130) 사이의 이격거리(D12)가 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제1실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The distance D11 between the
본 발명의 제1실시예에서 제1렌즈(110)의 두께는 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120) 사이의 이격거리(D11)와 같거나 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제1실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the thickness of the
광학필터(OF)는 제6렌즈(160)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나가 배치된다. 광학필터(OF)로는 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 등이 사용될 수 있다.At least one optical filter (OF) is disposed between the sixth lens (160) and the upper surface (IMG). As the optical filter (OF), a low pass filter, an IR-cut filter, a cover glass, or the like can be used.
광학필터(OF)의 입사면에는 물체(OBJ) 측에서 제6렌즈(160)와 마주보는 필터입사부(OF1)가 형성된다. 광학필터(OF)의 출사면에는 상면(IMG) 측에서 상면(IMG)과 마주보는 필터출사부(OF2)가 형성된다. 필터입사부(OF1)와 필터출사부(OF2)는 각각 광축(OA)에 실질적으로 직교하는 평면 형태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 광학필터(OF)는 평판 형태를 나타낼 수 있다.A filter incident portion OF1 facing the
광학필터(OF)의 직경은 제6렌즈(160)의 직경보다 크게 형성되어 제6출사부(164)와 출사변곡부를 통해 전달되는 빛이 광학필터(OF)를 안정되게 통과하도록 하고, 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the optical filter OF is formed to be larger than the diameter of the
또한, 광학필터(OF)의 직경은 제1출사부(112)의 직경보다 같거나 작게 형성되어 광학계(100)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.Further, the diameter of the optical filter (OF) is formed to be equal to or smaller than the diameter of the first output portion (112), contributing to the miniaturization of the optical system (100), and the angle of view (FOV) can be increased.
조리개(ST)는 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량을 조절할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서 조리개(ST)의 위치를 한정하는 것은 아니고, 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량 조절을 위해 렌즈들 사이에 다양하게 배치될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서 제1수치 실시예에 표시된 바와 같이 조리개(ST)는 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.The diaphragm ST can adjust the amount of light incident on the upper surface IMG. The position of the diaphragm ST is not limited in the first embodiment of the present invention but may be variously arranged between the lenses for adjusting the light quantity of the light incident on the upper surface IMG. The diaphragm ST may be disposed between the
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 제1렌즈(110)의 입사면으로 빛이 입사되면, 빛은 제1렌즈(110)의 출사면, 제2렌즈(120)의 입사면, 제2렌즈(120)의 출사면, 제3렌즈(130)의 입사면, 제3렌즈(30)의 출사면, 제4렌즈(140)의 입사면, 제4렌즈(140)의 출사면, 제5렌즈(150)의 입사면, 제5렌즈(150)의 출사면, 제6렌즈(160)의 입사면, 제6렌즈의 출사면, 광학필터(OF)를 차례로 통과하여 상면(IMG)으로 입사된다.Then, when light is incident on the incident surface of the
도시되지 않았지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)는 물체(OBJ) 측으로부터 전달되는 빛을 제1렌즈(110)의 입사면으로 유도하는 프리즘(미도시)을 더 포함할 수 있다. 프리즘(미도시)은 제1렌즈(110)의 입사면에서 이격 배치된다. 프리즘(미도시)의 수평면은 제1렌즈(110)의 입사면과 마주보도록 배치되고, 프리즘(미도시)의 수직면은 물체(OBJ)와 마주보도록 배치된다.Although not shown, the wide-angle imaging
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 프리즘(미도시)의 수직면으로 빛이 입사되면, 빛은 프리즘(P)의 경사면을 통해 반사되어 꺽인 다음, 프리즘(미도시)의 수평면을 통과하여 제1렌즈(110)의 입사면에 입사된다.Then, when light is incident on the vertical surface of the prism (not shown) from the object OBJ side, the light is reflected through the inclined surface of the prism P and is bent, then passes through the horizontal surface of the prism (not shown) 110).
이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 렌즈모듈에서 렌즈들의 배열 방향은 카메라의 두께 방향이 아닌 카메라의 길이 방향 또는 카메라의 폭 방향으로 변경할 수 있고, 광학계(100)의 전장을 길게 할 수 있다.Accordingly, the arrangement direction of the lenses in the lens module according to the first embodiment of the present invention can be changed not in the thickness direction of the camera but in the longitudinal direction of the camera or in the width direction of the camera, have.
본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)는 다음과 같은 설계 조건을 갖는다.The wide-angle imaging
본 발명의 제1실시예에서는 조건식(1)에 의한 관계식이 성립한다.In the first embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (1) is established.
ㅣF / (Ri - 0.5)ㅣ < ㅣF / Riㅣ < ㅣF / (Ri + 0.5)ㅣ ... 조건식(1)(1) F / (Ri - 0.5) ㅣ <F / Ri ㅣ <
여기서, Ri는 촬상소자 상면(IMG)의 곡률반경, F는 광학계(100) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, Ri represents the radius of curvature of the imaging element upper surface IMG, and F represents the focal length of the entire
본 발명의 제1실시예에서는 조건식(2)에 의한 관계식이 성립한다.In the first embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (2) is established.
0 < 2y/Ri < 0.5 ... 조건식(2)0 < 2y / Ri < 0.5 ... Conditional expression (2)
여기서, 2y는 촬상소자의 대각 전체 사이즈 또는 광학계의 이미지 사이즈, Ri는 촬상소자의 굴절률을 나타낸다.Here, 2y represents the diagonal overall size of the imaging device or the image size of the optical system, and Ri represents the refractive index of the imaging device.
본 발명의 제1실시예에서는 조건식(3)에 의한 관계식이 성립한다.In the first embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (3) is established.
3.5 < ㅣF1/Fㅣ < 4.5 ... 조건식(3)3.5 <ㅣ F1 / F ㅣ <4.5 ... Conditional expression (3)
여기서, F1은 제1렌즈(110)의 초점거리, F는 광학계(100) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, F1 represents the focal length of the
또한, 본 발명의 제1실시예에서는 조건식(4)에 의한 관계식이 성립한다.In the first embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (4) is established.
5.0 < ㅣR1/R2ㅣ< 7.0 ... 조건식(4)5.0 <? 1 / R? 2 <7.0 ... Conditional expression (4)
여기서, R1은 제1렌즈(110)의 제1입사부(111)의 곡률반경이고, R2는 제1렌즈(110)의 제1출사부(112)의 곡률반경을 나타낸다.Here, R1 is the radius of curvature of the
또한, 본 발명의 제1실시예에서는 조건식(5)에 의한 관계식이 성립한다.In the first embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (5) is established.
120도 < FOV < 170도 ... 조건식(5)120 degrees < FOV < 170 degrees ... Conditional expression (5)
여기서, FOV는 화각(FOV, Field of View)을 나타낸다.Here, FOV represents a field of view (FOV).
상술한 바와 같은 설계 조건에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 순서대로 배열되는 제1렌즈(110)와, 제2렌즈(120)와, 제3렌즈(130)와, 제4렌즈(140)와, 제5렌즈(150)와, 제6렌즈(160) 각각이 상술한 형상과 굴절력을 갖도록 설계된 상태로 배치되고, 소형 경량이면서 화각 100도 이상의 광각 화상을 제공하며, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있다. 또한, 6매의 렌즈모듈을 통해 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현할 수 있고, 광학 특성과 수차 특성을 만족시킬 수 있다.The wide-angle imaging
하지만, 상술한 설계 조건을 벗어나는 경우, 100도 이상의 큰 화각을 갖는 광각 화상을 얻기 어렵고, 피사체의 촬영 범위를 특정할 수 없으며, 왜곡 수차의 보정이 어렵고, 고해상도의 밝은 화상을 제공하기 어렵다.However, in the case of deviating from the above-mentioned design conditions, it is difficult to obtain a wide-angle image having a large angle of view of 100 degrees or more, a photographing range of a subject can not be specified, correction of distortion aberration is difficult, and it is difficult to provide a bright image of high resolution.
본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)는 제1수치 실시예를 통해 구현될 수 있다.The wide-angle imaging
[표 1]은 제1수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. [표 1]에 나타나는 제1수치 실시예에서 렌즈면은 도 1에 도시한 렌즈면의 부호를 나타내고, 면속성은 렌즈면의 구면 상태 또는 비구면 상태를 나타내며, 곡률반경은 상면(IMG) 측을 기준으로 측정된 곡률반경을 나타낸다. 또한, nd는 굴절률을 나타내고, vd는 아베수를 나타낸다. 또한, OBJ는 물체를 나타내고, P는 프리즘을 나타내며, ST는 조리개를 나타내고, IMG는 상면을 나타낸다.Table 1 shows design data of the first numerical example. In the first numerical example shown in [Table 1], the lens surface represents the sign of the lens surface shown in Fig. 1, the surface property represents the spherical state or the aspheric state of the lens surface, and the radius of curvature is the Represents the radius of curvature measured as a reference. Also, nd represents refractive index, and vd represents Abbe number. Further, OBJ denotes an object, P denotes a prism, ST denotes a diaphragm, and IMG denotes an upper surface.
제1수치 실시예에서 세부 수치는 다음과 같다.The detailed numerical values in the first numerical example are as follows.
F number = 1.9 이고,F number = 1.9,
F(광학계 전체의 초점거리) = 1.089mm 이며,F (focal length of the entire optical system) = 1.089 mm,
TL(광학계 전장) = 9.160mm 이고,TL (optical system total field) = 9.160 mm,
2y(광학계 이미지 사이즈(Sensor 대각 사이즈)) = 4.540mm 이며,2y (optical system image size (Sensor diagonal size)) = 4.540 mm,
F1(제1렌즈의 초점거리) = -4.659 이고,F1 (focal length of the first lens) = -4.659,
F2(제2렌즈의 초점거리) = 6.342 이며,F2 (focal length of the second lens) = 6.342,
F3(제3렌즈의 초점거리) = 1.800 이고,F3 (focal length of the third lens) = 1.800,
F4(제4렌즈의 초점거리) = -2.376 이며,F4 (focal length of the fourth lens) = -2.376,
F5(제5렌즈의 초점거리) = 1.658 이고,F5 (focal length of the fifth lens) = 1.658,
F6(제6렌즈의 초점거리) = -4.045 이다..F6 (focal length of the sixth lens) = -4.045.
이에 따라, F1/F = -4.278 이고,Accordingly, F1 / F = -4.278,
R1/R2 = 5.386 이며,R1 / R2 = 5.386,
FOV = 160 이므로, 상술한 설계 조건을 만족하게 된다.Since FOV = 160, the above-described design conditions are satisfied.
또한, F2/F = 5.824 이다.F2 / F = 5.824.
본 발명의 제1실시예에 따른 광각 촬상 광학계(100)에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.The definition of the aspheric surface used in the wide-angle imaging
비구면 형상은 광축(OA) 방향을 x축으로 하고 광축(OA) 방향에 대한 수직 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, Z는 렌즈의 정점부터 광축(OA) 방향으로의 거리이고, R은 광축(OA)에 수직 방향으로의 거리이며, C는 렌즈의 정점에 있어서 곡률반경의 역수이고, a1은 코닉(Conic)상수이며, a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... 은 각각 비구면 계수이다.The aspherical shape can be expressed by the following equation, where the direction of the optical axis (OA) is the x axis, and the direction perpendicular to the optical axis (OA) is the y axis. Here, Z is the distance from the vertex of the lens to the optical axis OA, R is the distance in the direction perpendicular to the optical axis OA, C is the reciprocal of the radius of curvature at the apex of the lens, ) Constant, and a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... are respectively aspheric coefficients.
본 발명의 제1실시예에서 비구면 형상에 대해In the first embodiment of the present invention,
이면, If so,
인 관계식이 성립한다.The relationship is established.
여기서, 제1수치 실시예의 비구면 계수는 [표 2]와 같이 나타난다.Here, the aspherical surface coefficients in the first numerical example are as shown in [Table 2].
(K)Kornic constant
(K)
(A)Fourth order coefficient
(A)
(B)Sixth order coefficient
(B)
(C)8th order coefficient
(C)
(D)10th order coefficient
(D)
( E)12th order coefficient
(E)
(F)14th order coefficient
(F)
제1수치 실시예에 따른 광각 촬상 광학계에서 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡 수차(distortion)는 도 2와 같이 나타난다. 여기서, 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T:tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여줄 수 있다.In the wide-angle imaging optical system according to the first numerical example, longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are shown in FIG. Here, the curvature of the surface may show a tangential field curvature (T) and a sagittal field curvature (S).
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 배열된 렌즈모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈모듈은 제1렌즈(210)와, 제2렌즈(220)와, 제3렌즈(230)와, 제4렌즈(240)와, 제5렌즈(250)와 제6렌즈(260)를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈모듈은 광학필터(OF)를 더 포함할 수 있고, 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.3 and 4, the wide-angle imaging
본 발명의 제2실시예에서 상면(IMG)은 평면형으로 이루어진다. 다른 표현으로, 촬상소자의 상면(IMG)은 광축(OA)에 수직인 평면으로 이루어진다.In the second embodiment of the present invention, the upper surface IMG is formed in a planar shape. In other words, the upper surface IMG of the image pickup device is made up of a plane perpendicular to the optical axis OA.
본 발명의 제2실시예에서 물체(OBJ)는 구면 또는 비구면으로 이루어질 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the object OBJ may be spherical or aspherical.
제1렌즈(210)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제1렌즈(210)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제1입사부(211)를 형성한다. 제1렌즈(210)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제1출사부(212)를 형성한다. 또한, 제1렌즈(210)의 출사면에는 제1출사부(212)의 가장자리를 나타내는 제1경계(214)에서 연장되는 제1지지부(213)를 형성함으로써, 제1입사부(211)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제1지지부(213)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제1입사부(211)의 곡률반경은 제1출사부(212)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1렌즈(210)는 음의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제1입사부(211)와 제1출사부(212)는 모두 구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제1입사부(211)의 직경은 제1출사부(212)의 직경보다 크게 형성되어 제1입사부(211)에 입사되는 빛이 모두 제1출사부(212)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2렌즈(220)는 양의 굴절력을 갖는다. 제2렌즈(220)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제2렌즈(220)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제2입사부(221)를 형성한다. 제2렌즈(220)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제2출사부(222)를 형성한다. 또한, 제2렌즈(220)의 출사면에는 제2출사부(222)의 가장자리를 나타내는 제2경계(224)에서 연장되는 제2지지부(223)를 형성함으로써, 제2입사부(221)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제2지지부(223)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제2입사부(221)의 곡률반경은 양수이고, 제2출사부(222)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(222)는 광축(OA)에 수직인 면에 평행이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목하게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제2입사부(221)와 제2출사부(222)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.Both the second
제2렌즈(220)의 직경은 제1렌즈(210)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(212)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(221)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제2렌즈(220)의 직경은 제1출사부(212)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(212)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(221)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2입사부(221)의 직경은 제2출사부(222)의 직경보다 크게 형성되어 제2입사부(221)에 입사되는 빛이 모두 제2출사부(222)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3렌즈(230)는 입사면과 출사면이 모두 볼록한 형태를 갖는다. 제3렌즈(230)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제3입사부(231)를 형성한다. 제3렌즈(230)의 입사면에는 조리개(ST)의 안착을 위한 조리개안착부가 형성될 수 있다. 조리개안착부는 제3입사부(231)의 가장자리에서 연장 형성될 수 있다. 제2렌즈(220)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제3출사부(232)를 형성한다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(231)의 곡률반경은 양수이고, 제3출사부(232)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(222)는 실질적으로 평면이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 형상을 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제3렌즈(230)는 양의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제3입사부(231)와 제3출사부(232)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제3렌즈(230)의 직경은 제2렌즈(220)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(222)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(231)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제3렌즈(230)의 직경은 제2출사부(222)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(222)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(231)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3입사부(231)의 직경은 제3출사부(232)의 직경과 같거나 작게 형성되어 제3입사부(231)에 입사되는 빛이 모두 제3출사부(232)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4렌즈(240)는 입사면과 출사면이 모두 오목한 형태를 갖는다. 제4렌즈(240)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제4입사부(241)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(240)의 입사면에는 제4입사부(241)의 가장자리를 나타내는 제3경계(243)에서 연장되는 제3지지부(242)를 형성함으로써, 제4입사부(241)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제3지지부(242)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 제4렌즈(240)의 가장자리를 향해 하향 경사를 이루거나 평면 형태를 나타낼 수 있다. 제4렌즈(240)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제4출사부(244)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(240)의 출사면에는 렌즈돌출부(245)가 돌출 형성된다. 그러면, 렌즈돌출부(245)에는 제4출사부(244)의 가장자리에서 제4렌즈(240)의 가장자리 및 상면(IMG) 측을 향해 상향 경사를 이루는 돌출면이 형성된다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(231)의 곡률반경은 음수이고, 제3출사부(232)의 곡률반경은 양수를 나타내어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제4렌즈(240)는 음의 굴절력을 갖는다. At this time, the radius of curvature of the
제4입사부(241)와 제4출사부(244)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제4렌즈(240)의 직경은 제3렌즈(230)의 직경보다 크게 형성되어 제3출사부(232)를 통해 전달되는 빛이 제4입사부(241)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4입사부(241)의 직경은 제3지지부(242)에 의해 제4출사부(244)의 직경보다 작게 형성되어 제4입사부(241)에 입사되는 빛이 모두 제4출사부(244)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5렌즈(250)는 양의 굴절력을 갖는다. 제5렌즈(250)는 상면(IMG) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제5렌즈(250)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제5입사부(251)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(250)의 입사면에는 렌즈돌출부(245)가 지지되는 돌출지지부가 구비될 수 있다. 돌출지지부는 렌즈돌출부(245)가 끼움 결합될 수 있다. 제5렌즈(250)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제5출사부(252)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(250)의 출사면에는 제5출사부(252)의 가장자리에서 연장되어 변곡점(inflection point)을 매개로 곡률반경이 변경된 변곡출사부가 형성될 수 있다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제5렌즈(250)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제5렌즈(250)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제5입사부(251)의 곡률반경과 제5출사부(252)의 곡률반경이 음수이고, 제5입사부(251)의 곡률반경은 제5출사부(252)의 곡률반경보다 작게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 물체(OBJ) 측을 기준으로 제5입사부(251)의 곡률반경은 제5출사부(252)의 곡률반경보다 크게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제5입사부(251)와 제5출사부(252)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제5렌즈(250)의 직경은 제4렌즈(240)의 직경보다 크게 형성되어 제4출사부(244)를 통해 전달되는 빛이 제5입사부(251)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5입사부(251)의 직경은 제5출사부(252)의 직경과 실질적으로 동일하게 형성되어 제5입사부(251)에 입사되는 빛이 모두 제5출사부(252)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제6렌즈(260)는 음의 굴절력을 갖는다. 제6렌즈(260)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제6입사부(261)를 형성한다. 또한, 제6렌즈(260)의 입사면에는 제6입사부(261)의 가장자리를 나타내는 제4경계(263)에서 연장되는 제4지지부(262)를 형성함으로써, 제5출사부(252)와 변곡출사부(253)에서 전달되는 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제4지지부(262)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다. 제6렌즈(260)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제6출사부(264)를 형성한다.The
또한, 제6렌즈(260)의 입사면에는 제6입사부(261)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 입사변곡부가 형성된다. 또한, 제6렌즈(260)의 출사면에는 제6출사부(264)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 출사변곡부가 형성된다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제6렌즈(260)의 입사면은 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(260)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제6렌즈(260)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 오목한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(260)의 가장자리로 갈수록 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이때, 제6렌즈(260)의 두께는 광축(OA)으로부터 제6렌즈(260)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 한다.The incidence surface of the
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제6입사부(261)의 곡률반경과 제6출사부(264)의 곡률반경이 양수이고, 제6입사부(261)의 곡률반경은 제6출사부(264)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 제6렌즈(260)의 두께가 광축(OA)으로부터 제6렌즈(260)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제6입사부(261)와 제6출사부(264)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제6렌즈(260)의 직경은 제5렌즈(250)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(252)와 변곡출사부(253)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(261)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제4지지부(262)를 제외한 제6렌즈(260)의 입사면의 직경 또는 제6입사부(261)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(260)의 입사면의 직경은 제5렌즈(250)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(252)와 변곡출사부(253)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(261)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. The diameter of the
제6입사부(261)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(260)의 직경은 제6출사부(264)와 출사변곡부를 포함하는 제6렌즈(260)의 직경보다 작게 형성되어 제6입사부(261)와 입사변곡부에 입사되는 빛이 모두 제6출사부(264)와 출사변곡부를 통해 출사되도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
또한, 제6렌즈(260)의 직경은 제1출사부(212)의 직경보다 같거나 작게 형성되어 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.Further, the diameter of the
본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)에서 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이의 이격거리(D11)가 다른 렌즈들 사이의 이격거리에 비해 크게 형성됨으로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The distance D11 between the
본 발명의 제2실시예에서 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이의 이격거리(D11)가 가장 크고, 다음으로 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230) 사이의 이격거리(D12)가 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제2실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The distance D11 between the
본 발명의 제2실시예에서 제1렌즈(210)의 두께는 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이의 이격거리(D11)와 같거나 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제2실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The thickness of the
광학필터(OF)는 제6렌즈(260)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나가 배치된다. 광학필터(OF)로는 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 등이 사용될 수 있다.At least one optical filter (OF) is disposed between the sixth lens (260) and the image surface (IMG). As the optical filter (OF), a low pass filter, an IR-cut filter, a cover glass, or the like can be used.
광학필터(OF)의 입사면에는 물체(OBJ) 측에서 제6렌즈(260)와 마주보는 필터입사부(OF1)가 형성된다. 광학필터(OF)의 출사면에는 상면(IMG) 측에서 상면(IMG)과 마주보는 필터출사부(OF2)가 형성된다. 필터입사부(OF1)와 필터출사부(OF2)는 각각 광축(OA)에 실질적으로 직교하는 평면 형태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 광학필터(OF)는 평판 형태를 나타낼 수 있다.On the incident surface of the optical filter (OF), a filter incident portion (OF1) facing the sixth lens (260) on the object (OBJ) side is formed. A filter output portion OF2 facing the upper surface IMG on the upper surface IMG side is formed on the exit surface of the optical filter OF. The filter incident portion OF1 and the filter output portion OF2 may each have a planar shape substantially perpendicular to the optical axis OA. Accordingly, the optical filter OF can exhibit a flat plate shape.
광학필터(OF)의 직경은 제6렌즈(260)의 직경보다 크게 형성되어 제6출사부(264)와 출사변곡부를 통해 전달되는 빛이 광학필터(OF)를 안정되게 통과하도록 하고, 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the optical filter OF is formed to be larger than the diameter of the
또한, 광학필터(OF)의 직경은 제1출사부(212)의 직경보다 같거나 작게 형성되어 광학계(200)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.Further, the diameter of the optical filter (OF) is formed to be equal to or smaller than the diameter of the first output portion (212), contributing to the miniaturization of the optical system (200) and increasing the angle of view (FOV).
조리개(ST)는 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량을 조절할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에서 조리개(ST)의 위치를 한정하는 것은 아니고, 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량 조절을 위해 렌즈들 사이에 다양하게 배치될 수 있다. 본 발명의 제2실시예에서 제2수치 실시예에 표시된 바와 같이 조리개(ST)는 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230) 사이에 배치될 수 있다.The diaphragm ST can adjust the amount of light incident on the upper surface IMG. The position of the diaphragm ST is not limited in the second embodiment of the present invention but may be variously arranged between the lenses for adjusting the light amount of the light incident on the upper surface IMG. In the second embodiment of the present invention, as shown in the second numerical example, the diaphragm ST may be disposed between the
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 제1렌즈(210)의 입사면으로 빛이 입사되면, 빛은 제1렌즈(210)의 출사면, 제2렌즈(220)의 입사면, 제2렌즈(220)의 출사면, 제3렌즈(230)의 입사면, 제3렌즈(30)의 출사면, 제4렌즈(240)의 입사면, 제4렌즈(240)의 출사면, 제5렌즈(250)의 입사면, 제5렌즈(250)의 출사면, 제6렌즈(260)의 입사면, 제6렌즈의 출사면, 광학필터(OF)를 차례로 통과하여 상면(IMG)으로 입사된다.Then, when light is incident on the incident surface of the
도시되지 않았지만, 본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)는 물체(OBJ) 측으로부터 전달되는 빛을 제1렌즈(210)의 입사면으로 유도하는 프리즘(미도시)을 더 포함할 수 있다. 프리즘(미도시)은 제1렌즈(210)의 입사면에서 이격 배치된다. 프리즘(미도시)의 수평면은 제1렌즈(210)의 입사면과 마주보도록 배치되고, 프리즘(미도시)의 수직면은 물체(OBJ)와 마주보도록 배치된다.Although not shown, the wide-angle imaging
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 프리즘(미도시)의 수직면으로 빛이 입사되면, 빛은 프리즘(P)의 경사면을 통해 반사되어 꺽인 다음, 프리즘(미도시)의 수평면을 통과하여 제1렌즈(210)의 입사면에 입사된다.Then, when light is incident on the vertical surface of the prism (not shown) from the object OBJ side, the light is reflected through the inclined surface of the prism P and is bent, then passes through the horizontal surface of the prism (not shown) 210).
이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 렌즈모듈에서 렌즈들의 배열 방향은 카메라의 두께 방향이 아닌 카메라의 길이 방향 또는 카메라의 폭 방향으로 변경할 수 있고, 광학계(200)의 전장을 길게 할 수 있다.Accordingly, the arrangement direction of the lenses in the lens module according to the second embodiment of the present invention can be changed not in the thickness direction of the camera but in the longitudinal direction of the camera or in the width direction of the camera, have.
본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)는 다음과 같은 설계 조건을 갖는다.The wide-angle imaging
본 발명의 제2실시예에서는 조건식(1)에 의한 관계식이 성립한다.In the second embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (1) is established.
ㅣF / (Ri - 0.5)ㅣ < ㅣF / Riㅣ < ㅣF / (Ri + 0.5)ㅣ ... 조건식(1)(1) F / (Ri - 0.5) ㅣ <F / Ri ㅣ <
여기서, Ri는 촬상소자 상면(IMG)의 곡률반경, F는 광학계(200) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, Ri represents the radius of curvature of the imaging element upper surface IMG, and F represents the focal length of the entire
본 발명의 제2실시예에서는 조건식(2)에 의한 관계식이 성립한다.In the second embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (2) is established.
0 < 2y/Ri < 0.5 ... 조건식(2)0 < 2y / Ri < 0.5 ... Conditional expression (2)
여기서, 2y는 촬상소자의 대각 전체 사이즈 또는 광학계의 이미지 사이즈, Ri는 촬상소자의 굴절률을 나타낸다.Here, 2y represents the diagonal overall size of the imaging device or the image size of the optical system, and Ri represents the refractive index of the imaging device.
본 발명의 제2실시예에서는 조건식(3)에 의한 관계식이 성립한다.In the second embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (3) is established.
3.5 < ㅣF1/Fㅣ < 4.5 ... 조건식(3)3.5 <ㅣ F1 / F ㅣ <4.5 ... Conditional expression (3)
여기서, F1은 제1렌즈(210)의 초점거리, F는 광학계(200) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, F1 represents the focal length of the
또한, 본 발명의 제2실시예에서는 조건식(4)에 의한 관계식이 성립한다.In the second embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (4) is established.
5.0 < ㅣR1/R2ㅣ< 7.0 ... 조건식(4)5.0 <? 1 / R? 2 <7.0 ... Conditional expression (4)
여기서, R1은 제1렌즈(210)의 제1입사부(211)의 곡률반경이고, R2는 제1렌즈(210)의 제1출사부(212)의 곡률반경을 나타낸다.Here, R1 is the radius of curvature of the
또한, 본 발명의 제2실시예에서는 조건식(5)에 의한 관계식이 성립한다.In the second embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (5) is established.
120도 < FOV < 170도 ... 조건식(5)120 degrees < FOV < 170 degrees ... Conditional expression (5)
여기서, FOV는 화각(FOV, Field of View)을 나타낸다.Here, FOV represents a field of view (FOV).
상술한 바와 같은 설계 조건에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 순서대로 배열되는 제1렌즈(210)와, 제2렌즈(220)와, 제3렌즈(230)와, 제4렌즈(240)와, 제5렌즈(250)와, 제6렌즈(260) 각각이 상술한 형상과 굴절력을 갖도록 설계된 상태로 배치되고, 소형 경량이면서 화각 100도 이상의 광각 화상을 제공하며, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있다. 또한, 6매의 렌즈모듈을 통해 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현할 수 있고, 광학 특성과 수차 특성을 만족시킬 수 있다.The wide-angle imaging
하지만, 상술한 설계 조건을 벗어나는 경우, 100도 이상의 큰 화각을 갖는 광각 화상을 얻기 어렵고, 피사체의 촬영 범위를 특정할 수 없으며, 왜곡 수차의 보정이 어렵고, 고해상도의 밝은 화상을 제공하기 어렵다.However, in the case of deviating from the above-mentioned design conditions, it is difficult to obtain a wide-angle image having a large angle of view of 100 degrees or more, a photographing range of a subject can not be specified, correction of distortion aberration is difficult, and it is difficult to provide a bright image of high resolution.
본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)는 제2수치 실시예를 통해 구현될 수 있다.The wide-angle imaging
[표 3]은 제2수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. [표 3]에 나타나는 제2수치 실시예에서 렌즈면은 도 3에 도시한 렌즈면의 부호를 나타내고, 면속성은 렌즈면의 구면 상태 또는 비구면 상태를 나타내며, 곡률반경은 상면(IMG) 측을 기준으로 측정된 곡률반경을 나타낸다. 또한, nd는 굴절률을 나타내고, vd는 아베수를 나타낸다. 또한, OBJ는 물체를 나타내고, P는 프리즘을 나타내며, ST는 조리개를 나타내고, IMG는 상면을 나타낸다.Table 3 shows design data of the second numerical example. In the second numerical embodiment shown in [Table 3], the lens surface represents the sign of the lens surface shown in Fig. 3, the surface attribute represents the spherical state or the aspheric state of the lens surface, and the radius of curvature is the Represents the radius of curvature measured as a reference. Also, nd represents refractive index, and vd represents Abbe number. Further, OBJ denotes an object, P denotes a prism, ST denotes a diaphragm, and IMG denotes an upper surface.
제2수치 실시예에서 세부 수치는 다음과 같다.In the second numerical example, the detailed values are as follows.
F number = 1.9 이고,F number = 1.9,
F(광학계 전체의 초점거리) = 1.067mm 이며,F (focal length of the entire optical system) = 1.067 mm,
TL(광학계 전장) = 9.100mm 이고,TL (optical system total field) = 9.100 mm,
2y(광학계 이미지 사이즈(Sensor 대각 사이즈)) = 4.540mm 이며,2y (optical system image size (Sensor diagonal size)) = 4.540 mm,
F1(제1렌즈의 초점거리) = -4.459 이고,F1 (focal length of the first lens) = -4.459,
F2(제2렌즈의 초점거리) = 5.852 이며,F2 (focal length of the second lens) = 5.852,
F3(제3렌즈의 초점거리) = 1.824 이고,F3 (focal length of the third lens) = 1.824,
F4(제4렌즈의 초점거리) = -2.319 이며,F4 (focal length of the fourth lens) = -2.319,
F5(제5렌즈의 초점거리) = 1.637 이고,F5 (focal length of the fifth lens) = 1.637,
F6(제6렌즈의 초점거리) = -4.436 이다..F6 (focal length of the sixth lens) = -4.436.
이에 따라, F1/F = -4.179 이고,Accordingly, F1 / F = -4.179,
R1/R2 = 6.252 이며,R1 / R2 = 6.252,
FOV = 160 이므로, 상술한 설계 조건을 만족하게 된다.Since FOV = 160, the above-described design conditions are satisfied.
또한, F2/F = 5.485 이다.F2 / F = 5.485.
본 발명의 제2실시예에 따른 광각 촬상 광학계(200)에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.Definition of an aspherical surface used in the wide-angle imaging
비구면 형상은 광축(OA) 방향을 x축으로 하고 광축(OA) 방향에 대한 수직 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, Z는 렌즈의 정점부터 광축(OA) 방향으로의 거리이고, R은 광축(OA)에 수직 방향으로의 거리이며, C는 렌즈의 정점에 있어서 곡률반경의 역수이고, a1은 코닉(Conic)상수이며, a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... 은 각각 비구면 계수이다.The aspherical shape can be expressed by the following equation, where the direction of the optical axis (OA) is the x axis, and the direction perpendicular to the optical axis (OA) is the y axis. Here, Z is the distance from the vertex of the lens to the optical axis OA, R is the distance in the direction perpendicular to the optical axis OA, C is the reciprocal of the radius of curvature at the apex of the lens, ) Constant, and a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... are respectively aspheric coefficients.
본 발명의 제2실시예에서 비구면 형상에 대해In the second embodiment of the present invention,
이면, If so,
인 관계식이 성립한다.The relationship is established.
여기서, 제2수치 실시예의 비구면 계수는 [표 4]와 같이 나타난다.Here, the aspherical surface coefficients of the second numerical example are as shown in [Table 4].
(K)Kornic constant
(K)
(A)Fourth order coefficient
(A)
(B)Sixth order coefficient
(B)
(C)8th order coefficient
(C)
(D)10th order coefficient
(D)
( E)12th order coefficient
(E)
(F)14th order coefficient
(F)
제2수치 실시예에 따른 광각 촬상 광학계에서 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡 수차(distortion)는 도 4와 같이 나타난다. 여기서, 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T:tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여줄 수 있다.In the wide-angle imaging optical system according to the second numerical embodiment, longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are shown in FIG. Here, the curvature of the surface may show a tangential field curvature (T) and a sagittal field curvature (S).
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 배열된 렌즈모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈모듈은 제1렌즈(310)와, 제2렌즈(320)와, 제3렌즈(330)와, 제4렌즈(340)와, 제5렌즈(350)와 제6렌즈(360)를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈모듈은 광학필터(OF)를 더 포함할 수 있고, 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.5 and 6, the wide-angle imaging
본 발명의 제3실시예에서 상면(IMG)은 평면형으로 이루어진다. 다른 표현으로, 촬상소자의 상면(IMG)은 광축(OA)에 수직인 평면으로 이루어진다.In the third embodiment of the present invention, the upper surface IMG is formed in a planar shape. In other words, the upper surface IMG of the image pickup device is made up of a plane perpendicular to the optical axis OA.
본 발명의 제3실시예에서 물체(OBJ)는 구면 또는 비구면으로 이루어질 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the object OBJ may be spherical or aspherical.
제1렌즈(310)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제1렌즈(310)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제1입사부(311)를 형성한다. 제1렌즈(310)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제1출사부(312)를 형성한다. 또한, 제1렌즈(310)의 출사면에는 제1출사부(312)의 가장자리를 나타내는 제1경계(314)에서 연장되는 제1지지부(313)를 형성함으로써, 제1입사부(311)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제1지지부(313)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제1입사부(311)의 곡률반경은 제1출사부(312)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1렌즈(310)는 음의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제1입사부(311)와 제1출사부(312)는 모두 구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제1입사부(311)의 직경은 제1출사부(312)의 직경보다 크게 형성되어 제1입사부(311)에 입사되는 빛이 모두 제1출사부(312)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2렌즈(320)는 양의 굴절력을 갖는다. 제2렌즈(320)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제2렌즈(320)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제2입사부(321)를 형성한다. 제2렌즈(320)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제2출사부(322)를 형성한다. 또한, 제2렌즈(320)의 출사면에는 제2출사부(322)의 가장자리를 나타내는 제2경계(324)에서 연장되는 제2지지부(323)를 형성함으로써, 제2입사부(321)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제2지지부(323)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 평면 형태를 나타낼 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제2입사부(321)의 곡률반경은 양수이고, 제2출사부(322)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(322)는 광축(OA)에 수직인 면에 평행이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목하게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제2입사부(321)와 제2출사부(322)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제2렌즈(320)의 직경은 제1렌즈(310)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(312)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(321)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제2렌즈(320)의 직경은 제1출사부(312)의 직경보다 작게 형성되어 제1출사부(312)를 통해 전달되는 빛이 제2입사부(321)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제2입사부(321)의 직경은 제2출사부(322)의 직경보다 크게 형성되어 제2입사부(321)에 입사되는 빛이 모두 제2출사부(322)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3렌즈(330)는 입사면과 출사면이 모두 볼록한 형태를 갖는다. 제3렌즈(330)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제3입사부(331)를 형성한다. 제3렌즈(330)의 입사면에는 조리개(ST)의 안착을 위한 조리개안착부가 형성될 수 있다. 조리개안착부는 제3입사부(331)의 가장자리에서 연장 형성될 수 있다. 제2렌즈(320)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제3출사부(332)를 형성한다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(331)의 곡률반경은 양수이고, 제3출사부(332)의 곡률반경은 음수를 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 제2출사부(322)는 실질적으로 평면이거나 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 형상을 나타내어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제3렌즈(330)는 양의 굴절력을 갖는다.At this time, the radius of curvature of the
제3입사부(331)와 제3출사부(332)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제3렌즈(330)의 직경은 제2렌즈(320)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(322)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(331)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제3렌즈(330)의 직경은 제2출사부(322)의 직경보다 작게 형성되어 제2출사부(322)를 통해 전달되는 빛이 제3입사부(331)에서 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제3입사부(331)의 직경은 제3출사부(332)의 직경과 같거나 작게 형성되어 제3입사부(331)에 입사되는 빛이 모두 제3출사부(332)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4렌즈(340)는 입사면과 출사면이 모두 오목한 형태를 갖는다. 제4렌즈(340)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제4입사부(341)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(340)의 입사면에는 제4입사부(341)의 가장자리를 나타내는 제3경계(343)에서 연장되는 제3지지부(342)를 형성함으로써, 제4입사부(341)를 통해 입사된 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제3지지부(342)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 제4렌즈(340)의 가장자리를 향해 하향 경사를 이루거나 평면 형태를 나타낼 수 있다. 제4렌즈(340)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제4출사부(344)를 형성한다. 또한, 제4렌즈(340)의 출사면에는 렌즈돌출부(345)가 돌출 형성된다. 그러면, 렌즈돌출부(345)에는 제4출사부(344)의 가장자리에서 제4렌즈(340)의 가장자리 및 상면(IMG) 측을 향해 상향 경사를 이루는 돌출면이 형성된다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제3입사부(331)의 곡률반경은 음수이고, 제3출사부(332)의 곡률반경은 양수를 나타내어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제4렌즈(340)는 음의 굴절력을 갖는다. At this time, the radius of curvature of the
제4입사부(341)와 제4출사부(344)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.Both the
제4렌즈(340)의 직경은 제3렌즈(330)의 직경보다 크게 형성되어 제3출사부(332)를 통해 전달되는 빛이 제4입사부(341)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제4입사부(341)의 직경은 제3지지부(342)에 의해 제4출사부(344)의 직경보다 작게 형성되어 제4입사부(341)에 입사되는 빛이 모두 제4출사부(344)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5렌즈(350)는 양의 굴절력을 갖는다. 제5렌즈(350)는 상면(IMG) 측으로 볼록한 매니스커스 형상을 갖는다. 제5렌즈(350)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 오목한 제5입사부(351)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(350)의 입사면에는 렌즈돌출부(345)가 지지되는 돌출지지부가 구비될 수 있다. 돌출지지부는 렌즈돌출부(345)가 끼움 결합될 수 있다. 제5렌즈(350)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 볼록한 제5출사부(352)를 형성한다. 또한, 제5렌즈(350)의 출사면에는 제5출사부(352)의 가장자리에서 연장되어 변곡점(inflection point)을 매개로 곡률반경이 변경된 변곡출사부가 형성될 수 있다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제5렌즈(350)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제5렌즈(350)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다.The
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제5입사부(351)의 곡률반경과 제5출사부(352)의 곡률반경이 음수이고, 제5입사부(351)의 곡률반경은 제5출사부(352)의 곡률반경보다 작게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 물체(OBJ) 측을 기준으로 제5입사부(351)의 곡률반경은 제5출사부(352)의 곡률반경보다 크게 형성되어 볼록렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제5입사부(351)와 제5출사부(352)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제5렌즈(350)의 직경은 제4렌즈(340)의 직경보다 크게 형성되어 제4출사부(344)를 통해 전달되는 빛이 제5입사부(351)에 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제5입사부(351)의 직경은 제5출사부(352)의 직경과 실질적으로 동일하게 형성되어 제5입사부(351)에 입사되는 빛이 모두 제5출사부(352)를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
제6렌즈(360)는 음의 굴절력을 갖는다. 제6렌즈(360)의 입사면에는 물체(OBJ) 측을 기준으로 볼록한 제6입사부(361)를 형성한다. 또한, 제6렌즈(360)의 입사면에는 제6입사부(361)의 가장자리를 나타내는 제4경계(363)에서 연장되는 제4지지부(362)를 형성함으로써, 제5출사부(352)와 변곡출사부(353)에서 전달되는 빛의 누설을 방지할 수 있다. 제4지지부(362)는 광축(OA)에 수직인 면에 대응하여 물체(OBJ) 측을 향해 돌출 형성된다. 제4지지부(362)의 단부는 제3렌즈(330)의 입사면보다 제4렌즈(340)의 입사면 사이에 배치될 수 있다. 다른 표현으로, 상면(IMG)을 기준으로 제4지지부(362)의 돌출 높이는 상면(IMG)으로부터 제3렌즈(330)의 입사면까지 거리보다 작고, 상면으로부터 제4렌즈(340)의 입사면까지 거리보다 크게 형성되어 제3렌즈(330)와 제4렌즈(340)와 제5렌즈(350)를 보호하고, 렌즈모듈에 입사되는 빛이 누설되는 것을 방지하며, 촬영되는 피사체의 선명도 향상에 기여한다. 제6렌즈(360)의 출사면에는 상면(IMG) 측을 기준으로 오목한 제6출사부(364)를 형성한다.The
또한, 제6렌즈(360)의 입사면에는 제6입사부(361)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 입사변곡부가 형성된다. 또한, 제6렌즈(360)의 출사면에는 제6출사부(364)의 가장자리에서 연장되어 적어도 하나의 변곡점을 통해 곡률이 변경되는 출사변곡부가 형성된다. 변곡점은 곡률 반경의 부호가 (+)에서 (-)로 변하거나 (-)에서 (+)로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 또한, 변곡점은 렌즈의 형상이 볼록에서 오목으로 변하거나 오목에서 볼록으로 변하는 점을 나타낼 수 있다. 그러면, 제6렌즈(360)의 입사면은 기준으로 광축(OA) 근처에서 볼록한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(360)의 가장자리로 갈수록 오목한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제6렌즈(360)의 출사면은 상면(IMG)을 기준으로 광축(OA) 근처에서 오목한 형상을 가지고, 광축(OA)으로부터 제6렌즈(360)의 가장자리로 갈수록 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이때, 제6렌즈(360)의 두께는 광축(OA)으로부터 제6렌즈(360)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 한다.The incidence surface of the
이때, 상면(IMG) 측을 기준으로 제6입사부(361)의 곡률반경과 제6출사부(364)의 곡률반경이 양수이고, 제6입사부(361)의 곡률반경은 제6출사부(364)의 곡률반경보다 크게 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다. 다른 표현으로, 제6렌즈(360)의 두께가 광축(OA)으로부터 제6렌즈(360)의 가장자리를 향해 점차적으로 두꺼워지도록 형성되어 오목렌즈의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the radius of curvature of the
제6입사부(361)와 제6출사부(364)는 모두 비구면으로 이루어질 수 있다.The
제6렌즈(360)의 직경은 제5렌즈(350)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(352)와 변곡출사부(353)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(361)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. 특히, 제4지지부(362)를 제외한 제6렌즈(360)의 입사면의 직경 또는 제6입사부(361)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(360)의 입사면의 직경은 제5렌즈(350)의 직경보다 크게 형성되어 제5출사부(352)와 변곡출사부(353)를 통해 전달되는 빛이 제6입사부(361)와 입사변곡부에 모두 입사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다. The diameter of the
제6입사부(361)와 입사변곡부를 포함하는 제6렌즈(360)의 직경은 제6출사부(364)와 출사변곡부를 포함하는 제6렌즈(360)의 직경보다 작게 형성되어 제6입사부(361)와 입사변곡부에 입사되는 빛이 모두 제6출사부(364)와 출사변곡부를 통해 출사되도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
또한, 제6렌즈(360)의 직경은 제1출사부(312)의 직경보다 같거나 작게 형성되어 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the
본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)에서 제1렌즈(310)와 제2렌즈(320) 사이의 이격거리(D11)가 다른 렌즈들 사이의 이격거리에 비해 크게 형성됨으로써, 본 발명의 제3실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.The distance D11 between the
본 발명의 제3실시예에서 제1렌즈(310)와 제2렌즈(320) 사이의 이격거리(D11)가 가장 크고, 다음으로 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330) 사이의 이격거리(D12)가 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제3실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the distance D11 between the
본 발명의 제3실시예에서 제1렌즈(310)의 두께는 제1렌즈(310)와 제2렌즈(320) 사이의 이격거리(D11)와 같거나 크게 형성되어 화각이 큰 상태에서 빛을 안정되게 모을 수 있고, 본 발명의 제3실시예에 따른 설계 조건을 안정되게 충족시킬 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the thickness of the
광학필터(OF)는 제6렌즈(360)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나가 배치된다. 광학필터(OF)로는 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 등이 사용될 수 있다.The optical filter OF is disposed at least one between the
광학필터(OF)의 입사면에는 물체(OBJ) 측에서 제6렌즈(360)와 마주보는 필터입사부(OF1)가 형성된다. 광학필터(OF)의 출사면에는 상면(IMG) 측에서 상면(IMG)과 마주보는 필터출사부(OF2)가 형성된다. 필터입사부(OF1)와 필터출사부(OF2)는 각각 광축(OA)에 실질적으로 직교하는 평면 형태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 광학필터(OF)는 평판 형태를 나타낼 수 있다.On the incident surface of the optical filter (OF), a filter incident portion (OF1) facing the sixth lens (360) on the object (OBJ) side is formed. A filter output portion OF2 facing the upper surface IMG on the upper surface IMG side is formed on the exit surface of the optical filter OF. The filter incident portion OF1 and the filter output portion OF2 may each have a planar shape substantially perpendicular to the optical axis OA. Accordingly, the optical filter OF can exhibit a flat plate shape.
광학필터(OF)의 직경은 제6렌즈(360)의 직경보다 크게 형성되어 제6출사부(364)와 출사변곡부를 통해 전달되는 빛이 광학필터(OF)를 안정되게 통과하도록 하고, 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the optical filter OF is formed to be larger than the diameter of the
또한, 광학필터(OF)의 직경은 제1출사부(312)의 직경보다 같거나 작게 형성되어 광학계(300)의 소형화에 기여하고, 화각(FOV)을 크게 할 수 있다.The diameter of the optical filter (OF) is formed to be equal to or smaller than the diameter of the first output portion (312), contributing to the miniaturization of the optical system (300), and the angle of view (FOV) can be increased.
조리개(ST)는 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량을 조절할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에서 조리개(ST)의 위치를 한정하는 것은 아니고, 상면(IMG)에 입사되는 빛의 광량 조절을 위해 렌즈들 사이에 다양하게 배치될 수 있다. 본 발명의 제3실시예에서 제3수치 실시예에 표시된 바와 같이 조리개(ST)는 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330) 사이에 배치될 수 있다.The diaphragm ST can adjust the amount of light incident on the upper surface IMG. The position of the diaphragm ST is not limited in the third embodiment of the present invention but may be variously arranged between the lenses for adjusting the light amount of the light incident on the upper surface IMG. The diaphragm ST may be disposed between the
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 제1렌즈(310)의 입사면으로 빛이 입사되면, 빛은 제1렌즈(310)의 출사면, 제2렌즈(320)의 입사면, 제2렌즈(320)의 출사면, 제3렌즈(330)의 입사면, 제3렌즈(30)의 출사면, 제4렌즈(340)의 입사면, 제4렌즈(340)의 출사면, 제5렌즈(350)의 입사면, 제5렌즈(350)의 출사면, 제6렌즈(360)의 입사면, 제6렌즈의 출사면, 광학필터(OF)를 차례로 통과하여 상면(IMG)으로 입사된다.Then, when light is incident on the incident surface of the
도시되지 않았지만, 본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)는 물체(OBJ) 측으로부터 전달되는 빛을 제1렌즈(310)의 입사면으로 유도하는 프리즘(미도시)을 더 포함할 수 있다. 프리즘(미도시)은 제1렌즈(310)의 입사면에서 이격 배치된다. 프리즘(미도시)의 수평면은 제1렌즈(310)의 입사면과 마주보도록 배치되고, 프리즘(미도시)의 수직면은 물체(OBJ)와 마주보도록 배치된다.Although not shown, the wide-angle imaging
그러면, 물체(OBJ) 측으로부터 프리즘(미도시)의 수직면으로 빛이 입사되면, 빛은 프리즘(P)의 경사면을 통해 반사되어 꺽인 다음, 프리즘(미도시)의 수평면을 통과하여 제1렌즈(310)의 입사면에 입사된다.Then, when light is incident on the vertical surface of the prism (not shown) from the object OBJ side, the light is reflected through the inclined surface of the prism P and is bent, then passes through the horizontal surface of the prism (not shown) 310).
이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 렌즈모듈에서 렌즈들의 배열 방향은 카메라의 두께 방향이 아닌 카메라의 길이 방향 또는 카메라의 폭 방향으로 변경할 수 있고, 광학계(300)의 전장을 길게 할 수 있다.Accordingly, the arrangement direction of the lenses in the lens module according to the third embodiment of the present invention can be changed not in the thickness direction of the camera but in the longitudinal direction of the camera or in the width direction of the camera, have.
본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)는 다음과 같은 설계 조건을 갖는다.The wide-angle imaging
본 발명의 제3실시예에서는 조건식(1)에 의한 관계식이 성립한다.In the third embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (1) is established.
ㅣF / (Ri - 0.5)ㅣ < ㅣF / Riㅣ < ㅣF / (Ri + 0.5)ㅣ ... 조건식(1)(1) F / (Ri - 0.5) ㅣ <F / Ri ㅣ <
여기서, Ri는 촬상소자 상면(IMG)의 곡률반경, F는 광학계(300) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, Ri represents the radius of curvature of the imaging element upper surface IMG, and F represents the focal length of the entire
본 발명의 제3실시예에서는 조건식(2)에 의한 관계식이 성립한다.In the third embodiment of the present invention, the relational expression according to the conditional expression (2) is established.
0 < 2y/Ri < 0.5 ... 조건식(2)0 < 2y / Ri < 0.5 ... Conditional expression (2)
여기서, 2y는 촬상소자의 대각 전체 사이즈 또는 광학계의 이미지 사이즈, Ri는 촬상소자의 굴절률을 나타낸다.Here, 2y represents the diagonal overall size of the imaging device or the image size of the optical system, and Ri represents the refractive index of the imaging device.
본 발명의 제3실시예에서는 조건식(3)에 의한 관계식이 성립한다.In the third embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (3) is established.
3.5 < ㅣF1/Fㅣ < 4.5 ... 조건식(3)3.5 <ㅣ F1 / F ㅣ <4.5 ... Conditional expression (3)
여기서, F1은 제1렌즈(310)의 초점거리, F는 광학계(300) 전체의 초점거리를 나타낸다.Here, F1 represents the focal length of the
또한, 본 발명의 제3실시예에서는 조건식(4)에 의한 관계식이 성립한다.In the third embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (4) is established.
5.0 < ㅣR1/R2ㅣ< 7.0 ... 조건식(4)5.0 <? 1 / R? 2 <7.0 ... Conditional expression (4)
여기서, R1은 제1렌즈(310)의 제1입사부(311)의 곡률반경이고, R2는 제1렌즈(310)의 제1출사부(312)의 곡률반경을 나타낸다.Here, R1 is the radius of curvature of the
또한, 본 발명의 제3실시예에서는 조건식(5)에 의한 관계식이 성립한다.In the third embodiment of the present invention, a relational expression according to the conditional expression (5) is established.
120도 < FOV < 170도 ... 조건식(5)120 degrees < FOV < 170 degrees ... Conditional expression (5)
여기서, FOV는 화각(FOV, Field of View)을 나타낸다.Here, FOV represents a field of view (FOV).
상술한 바와 같은 설계 조건에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)는 물체(OBJ) 측으로부터 상면(IMG) 측으로 순서대로 배열되는 제1렌즈(310)와, 제2렌즈(320)와, 제3렌즈(330)와, 제4렌즈(340)와, 제5렌즈(350)와, 제6렌즈(360) 각각이 상술한 형상과 굴절력을 갖도록 설계된 상태로 배치되고, 소형 경량이면서 화각 100도 이상의 광각 화상을 제공하며, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있다. 또한, 6매의 렌즈모듈을 통해 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현할 수 있고, 광학 특성과 수차 특성을 만족시킬 수 있다.The wide-angle imaging
하지만, 상술한 설계 조건을 벗어나는 경우, 100도 이상의 큰 화각을 갖는 광각 화상을 얻기 어렵고, 피사체의 촬영 범위를 특정할 수 없으며, 왜곡 수차의 보정이 어렵고, 고해상도의 밝은 화상을 제공하기 어렵다.However, in the case of deviating from the above-mentioned design conditions, it is difficult to obtain a wide-angle image having a large angle of view of 100 degrees or more, a photographing range of a subject can not be specified, correction of distortion aberration is difficult, and it is difficult to provide a bright image of high resolution.
본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)는 제3수치 실시예를 통해 구현될 수 있다.The wide-angle imaging
[표 5]는 제3수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. [표 5]에 나타나는 제3수치 실시예에서 렌즈면은 도 5에 도시한 렌즈면의 부호를 나타내고, 면속성은 렌즈면의 구면 상태 또는 비구면 상태를 나타내며, 곡률반경은 상면(IMG) 측을 기준으로 측정된 곡률반경을 나타낸다. 또한, nd는 굴절률을 나타내고, vd는 아베수를 나타낸다. 또한, OBJ는 물체를 나타내고, P는 프리즘을 나타내며, ST는 조리개를 나타내고, IMG는 상면을 나타낸다.Table 5 shows the design data of the third numerical example. In the third numerical embodiment shown in Table 5, the lens surface represents the sign of the lens surface shown in Fig. 5, the surface attribute represents the spherical state or the aspheric state of the lens surface, and the radius of curvature is the Represents the radius of curvature measured as a reference. Also, nd represents refractive index, and vd represents Abbe number. Further, OBJ denotes an object, P denotes a prism, ST denotes a diaphragm, and IMG denotes an upper surface.
제3수치 실시예에서 세부 수치는 다음과 같다.The detailed numerical values in the third numerical example are as follows.
F number = 1.9 이고,F number = 1.9,
F(광학계 전체의 초점거리) = 1.174mm 이며,F (focal length of the entire optical system) = 1.174 mm,
TL(광학계 전장) = 9.100mm 이고,TL (optical system total field) = 9.100 mm,
2y(광학계 이미지 사이즈(Sensor 대각 사이즈)) = 4.540mm 이며,2y (optical system image size (Sensor diagonal size)) = 4.540 mm,
F1(제1렌즈의 초점거리) = -4.750 이고,F1 (focal length of the first lens) = -4.750,
F2(제2렌즈의 초점거리) = 5.816 이며,F2 (focal length of the second lens) = 5.816,
F3(제3렌즈의 초점거리) = 1.939 이고,F3 (focal length of the third lens) = 1.939,
F4(제4렌즈의 초점거리) = -2.479 이며,F4 (focal length of the fourth lens) = -2.479,
F5(제5렌즈의 초점거리) = 1.619 이고,F5 (focal length of the fifth lens) = 1.619,
F6(제6렌즈의 초점거리) = -3.450 이다..F6 (focal length of the sixth lens) = -3.450.
이에 따라, F1/F = -4.045 이고,Accordingly, F1 / F = -4.045,
R1/R2 = 5.548 이며,R1 / R2 = 5.548,
FOV = 160 이므로, 상술한 설계 조건을 만족하게 된다.Since FOV = 160, the above-described design conditions are satisfied.
또한, F2/F = 4.952 이다.F2 / F = 4.952.
본 발명의 제3실시예에 따른 광각 촬상 광학계(300)에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.The definition of an aspherical surface used in the wide-angle imaging
비구면 형상은 광축(OA) 방향을 x축으로 하고 광축(OA) 방향에 대한 수직 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, Z는 렌즈의 정점부터 광축(OA) 방향으로의 거리이고, R은 광축(OA)에 수직 방향으로의 거리이며, C는 렌즈의 정점에 있어서 곡률반경의 역수이고, a1은 코닉(Conic)상수이며, a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... 은 각각 비구면 계수이다.The aspherical shape can be expressed by the following equation, where the direction of the optical axis (OA) is the x axis, and the direction perpendicular to the optical axis (OA) is the y axis. Here, Z is the distance from the vertex of the lens to the optical axis OA, R is the distance in the direction perpendicular to the optical axis OA, C is the reciprocal of the radius of curvature at the apex of the lens, ) Constant, and a4, a6, a8, a10, a12, a14, ... are respectively aspheric coefficients.
본 발명의 제3실시예에서 비구면 형상에 대해In the third embodiment of the present invention,
이면, If so,
인 관계식이 성립한다.The relationship is established.
여기서, 제3수치 실시예의 비구면 계수는 [표 6]과 같이 나타난다.Here, the aspherical surface coefficients in the third numerical example are as shown in [Table 6].
(K)Kornic constant
(K)
(A)Fourth order coefficient
(A)
(B)Sixth order coefficient
(B)
(C)8th order coefficient
(C)
(D)10th order coefficient
(D)
( E)12th order coefficient
(E)
(F)14th order coefficient
(F)
제3수치 실시예에 따른 광각 촬상 광학계에서 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡 수차(distortion)는 도 6과 같이 나타난다. 여기서, 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T:tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여줄 수 있다.In the wide-angle imaging optical system according to the third numerical example, longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are shown in FIG. Here, the curvature of the surface may show a tangential field curvature (T) and a sagittal field curvature (S).
상술한 광각 촬상 광학계에 따르면, 6개의 렌즈를 사용함으로써, 촬영되는 피사체의 선명도를 향상시키고, 보다 넓은 범위의 피사체를 촬영할 수 있으며, 왜곡 수차가 보정된 화상을 제공하며, 고해상도의 이미지를 제공할 수 있다.According to the above-described wide-angle imaging optical system, by using six lenses, it is possible to improve the sharpness of a photographed subject, to photograph a wider range of subjects, to provide an image in which distortion aberration is corrected, .
또한, 본 발명은 렌즈의 굴절능, 형태, 주광선의 입사각, 렌즈 간격 등을 적절히 설계하여, 소형 경량이면서 화각 100도 이상의 광각 화상을 제공 할 수 있Further, the present invention can appropriately design the refractivity, the shape, the incident angle of the principal ray, the lens interval, etc. of the lens to provide a wide-angle image that is small and lightweight and has a view angle of 100 degrees or more
또한, 본 발명은 렌즈모듈의 광각, 고해상도, 고성능화가 요구되며, 6매의 렌즈모듈을 통해 사용자가 요구하는 고사양의 성능을 구현할 수 있고, 광학 특성과 수차 특성을 만족하면서 슬림화된 스마트폰 단말기에 실장이 가능하다.In addition, the lens module of the present invention is required to have a wide angle, high resolution, and high performance, and is capable of realizing high-performance performance required by a user through six lens modules and satisfying optical characteristics and aberration characteristics, Implementation is possible.
본 발명은 가상현실, 모션인식, 적외선 영역에서의 결상 등을 위한 광학계를 필요로 하는 카메라 또는 디지털 카메라, 감시카메라, 컴퓨터용 카메라, 휴대폰 카메라 등과 같은 디지털 촬영기기에 사용이 가능하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a digital camera such as a camera or a digital camera, a surveillance camera, a computer camera, a mobile phone camera or the like that requires an optical system for virtual reality, motion recognition, image formation in the infrared region,
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Modify or modify the Software.
OBJ: 물체
OA: 광축
IMG: 결상면
OF: 광학필터
OF1: 필터입사부
OF2: 필터출사부
P: 프리즘
ST: 조리개
100, 200, 300: 광학계
110, 210, 310 : 제1렌즈
111, 211, 311: 제1입사부
112, 212, 312: 제1출사부
113, 213, 313: 제1지지부
114, 214, 314: 제1경계
120, 220, 320: 제2렌즈
121, 221, 321: 제2입사부
122, 222, 322: 제2출사부
123, 223, 323: 제2지지부
124, 224, 324: 제2경계
130, 230, 330: 제3렌즈
131, 231, 331: 제3입사부
132, 232, 332: 제3출사부
140, 240, 340: 제4렌즈
141, 241, 341: 제4입사부
142, 242, 342: 제3지지부
143, 243, 343: 제3경계
144, 244, 344: 제4출사부
145, 245, 345: 렌즈돌출부
150, 250, 350: 제5렌즈
151, 251, 351: 제5입사부
152, 252, 352: 제5출사부
160, 260, 360: 제6렌즈
161, 261, 361: 제6입사부
162, 262, 362: 제4지지부
163, 263, 363: 제4경계
164, 264, 364: 제6출사부OBJ: Object OA: Optical axis IMG: Image plane
OF: optical filter OF1: filter incident part OF2: filter output part
P: prism ST: aperture
100, 200, 300:
111, 211, 311:
113, 213, 313:
120, 220, 320:
122, 222, 322: second emitting
124, 224, 324:
131, 231, 331:
140, 240, 340:
142, 242, 342:
144, 244, 344:
150, 250, 350:
152, 252, 352: fifth emitting
161, 261, 361:
163, 263, 363:
Claims (10)
상기 제1렌즈와 상기 제6렌즈는 음의 굴절력을 갖고,
상기 제2렌즈와 상기 제5렌즈는 양의 굴절력을 가지며,
상기 제3렌즈는 입사면과 출사면이 모두 볼록한 형태를 갖고,
상기 제4렌즈는 입사면과 출사면이 모두 오목한 형태를 가지며,
3.5 < ㅣF1/Fㅣ < 4.5 인 관계식이 성립되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.
여기서, F1은 상기 제1렌즈의 초점거리라 하고, F는 광학계 전체의 초점거리라 함.The first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens are arranged in order from the object side to the image side along the optical axis,
Wherein the first lens and the sixth lens have a negative refractive power,
Wherein the second lens and the fifth lens have a positive refractive power,
The third lens has a shape in which both an incident surface and an exit surface are convex,
Wherein the fourth lens has a concave shape in both an incident surface and an exit surface,
3.5 < F1 / F < 4.5.
Here, F1 is the focal length of the first lens, and F is the focal length of the entire optical system.
5.0 < ㅣR1/R2ㅣ< 7.0 인 관계식이 성립되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.
여기서, R1은 상기 제1렌즈의 입사면에 형성된 제1입사부의 곡률반경이라 하고, R2는 상기 제1렌즈의 출사면에 형성된 제1출사부의 곡률반경이라 함.The method according to claim 1,
5.0 < R1 / R2 < 7.0.
Here, R1 is the radius of curvature of the first incident portion formed on the incident surface of the first lens, and R2 is the radius of curvature of the first exit portion formed on the exit surface of the first lens.
120도 < FOV < 170도 인 관계식이 성립되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.
여기서, FOV는 화각이라 함.3. The method of claim 2,
And a relationship of 120 DEG < FOV < 170 DEG is established.
Here, the FOV is called an angle of view.
상기 제3렌즈는 양의 굴절력을 갖고,
상기 제4렌즈는 음의 굴절력을 갖는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The third lens has a positive refractive power,
And the fourth lens has a negative refracting power.
상기 상면에 입사되는 빛의 광량을 조절하는 조리개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a diaphragm for adjusting the amount of light incident on the upper surface of the wide-angle imaging optical system.
상기 제1렌즈의 입사면과 출사면은 각각 구면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein an entrance surface and an exit surface of the first lens are respectively spherical surfaces.
상기 제2렌즈 내지 상기 제6렌즈의 입사면과 출사면은 각각 비구면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.The method according to claim 6,
Wherein the entrance surface and the exit surface of the second lens to the sixth lens are aspherical surfaces, respectively.
상기 제1렌즈의 입사면에는 상기 물체 측을 기준으로 볼록한 제1입사부를 형성하고, 상기 제1렌즈의 출사면에는 상기 상면 측을 기준으로 오목한 제1출사부를 형성하며,
상기 제2렌즈의 직경은 상기 제1출사부의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the first lens is formed with a convex first incidence portion on the side of the object side, and the first exit portion of the first lens forms a concave first exit portion with respect to the upper side,
And the diameter of the second lens is smaller than the diameter of the first exit portion.
상기 제2렌즈의 입사면에는 상기 물체 측을 기준으로 볼록한 제2입사부를 형성하고, 상기 제2렌즈의 출사면에는 상기 상면 측을 기준으로 오목한 제2출사부를 형성하며,
상기 제3렌즈의 직경은 상기 제2출사부의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.9. The method of claim 8,
Wherein the second lens is formed with a convex second incident portion on the incident surface of the second lens with respect to the object side and a second output portion concave with respect to the image surface side is formed on the exit surface of the second lens,
And the diameter of the third lens is smaller than the diameter of the second exit portion.
상기 제6렌즈의 직경은 상기 제1출사부의 직경과 같거나 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 촬상 광학계.
9. The method of claim 8,
Wherein a diameter of the sixth lens is equal to or smaller than a diameter of the first emitting portion.
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