KR20190121678A - Optical Imaging System - Google Patents

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KR20190121678A
KR20190121678A KR1020180115988A KR20180115988A KR20190121678A KR 20190121678 A KR20190121678 A KR 20190121678A KR 1020180115988 A KR1020180115988 A KR 1020180115988A KR 20180115988 A KR20180115988 A KR 20180115988A KR 20190121678 A KR20190121678 A KR 20190121678A
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lenses
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김학철
조용주
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삼성전기주식회사
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Abstract

An imaging optical system of the present invention comprises: a prism; a first lens group composed of a plurality of lenses; a second lens group composed of the plurality of lenses; and a third lens group composed of the plurality of lenses. The imaging optical system of the present invention can adjust a focal length by moving one or more of the first lens group to the third lens group. In addition, the imaging optical system of the present invention can move the first lens group to the third lens group independently in an optical axis direction such that each lens group can be moved to a minimum displacement when an ultra-low distance is adjusted.

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}Imaging Optical System {Optical Imaging System}

본 발명은 초점거리를 조정할 수 있는 촬상 광학계에 관한 것이다. The present invention relates to an imaging optical system capable of adjusting the focal length.

다수의 렌즈가 일렬로 배치되는 침통식 광학계는 렌즈의 매수가 증가할수록 광학계의 전체 길이가 증가한다. 예를 들어, 5매 렌즈로 구성되는 촬상 광학계는 3매 렌즈로 구성되는 촬상 광학계에 비해 소형화가 어렵다. 이러한 이유로 침통식 광학계는 소형 휴대용 단말기에 탑재하는데 한계가 있다.In the penetrating optical system in which a plurality of lenses are arranged in a line, the total length of the optical system increases as the number of lenses increases. For example, an imaging optical system composed of five lenses is difficult to miniaturize compared to an imaging optical system composed of three lenses. For this reason, the penetrating optical system has a limitation in being mounted in a small portable terminal.

반면, 굴곡형 광학계는 프리즘을 이용하여 광축 방향을 굴곡시키므로, 최선단에 배치된 렌즈로부터 상면까지의 길이를 단축시킬 수 있다. 그러나 굴곡형 광학계는 초점조절을 위한 렌즈 군의 변위량이 크므로 소형화가 어렵다.On the other hand, since the curved optical system bends the optical axis direction using a prism, it is possible to shorten the length from the lens disposed at the top to the image surface. However, the curved optical system is difficult to miniaturize because the displacement of the lens group for the focus adjustment is large.

KRKR 10-080081110-0800811 B1B1 USUS 2018-00243142018-0024314 A1A1

본 발명은 변배 기능을 수행함과 동시에 소형화가 가능한 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging optical system capable of miniaturization while performing a variable function.

상기 목적을 달성하기 위한 촬상 광학계는 본 발명의 촬상 광학계는 프리즘; 복수의 렌즈로 구성되는 제1렌즈 군; 복수의 렌즈로 구성되는 제2렌즈 군; 및 복수의 렌즈로 구성되는 제3렌즈 군을 포함한다. 본 발명의 촬상 광학계는 제1렌즈 군 내지 제3렌즈 군 중 하나 이상을 이동시켜 초점거리를 조정할 수 있다. 아울러, 본 발명의 촬상 광학계는 초저거리 조정 시 각 렌즈 군이 최소변위로 이동될 수 있도록, 제1렌즈 군 내지 제3렌즈 군이 광축 방향을 따라 각각 독립적으로 이동될 수 있다.Imaging optical system for achieving the above object, the imaging optical system of the present invention is a prism; A first lens group composed of a plurality of lenses; A second lens group composed of a plurality of lenses; And a third lens group composed of a plurality of lenses. The imaging optical system of the present invention may adjust the focal length by moving one or more of the first to third lens groups. In addition, in the imaging optical system of the present invention, the first lens group to the third lens group may be independently moved along the optical axis direction so that each lens group may be moved to the minimum displacement when the ultra-low distance is adjusted.

본 발명은 초점거리의 가변 및 소형화가 가능한 굴곡형 촬상 광학계를 구현할 수 있다.The present invention can implement a curved imaging optical system capable of varying the focal length and miniaturization.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 제1변배 위치에서 수차 곡선
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 제2변배 위치에서 수차 곡선
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 5는 도 4에 도시된 촬상 광학계의 제1변배 위치에서 수차 곡선
도 6은 도 4에 도시된 촬상 광학계의 제2변배 위치에서 수차 곡선1 is a block diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention
FIG. 2 is aberration curves at a first variation position of the imaging optical system shown in FIG.
FIG. 3 is an aberration curve at a second variation position of the imaging optical system shown in FIG.
4 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an aberration curve at a first variation position of the imaging optical system shown in FIG.
FIG. 6 is an aberration curve at a second variable position of the imaging optical system shown in FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In the following description of the present invention, terms that refer to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, it should not be understood as a meaning limiting the technical components of the present invention.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, the fact that a component is 'connected' to another component includes not only the case where these components are 'directly connected', but also when the components are 'indirectly connected' with other components therebetween. Means that. In addition, the term 'comprising' of an element means that the element may further include other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TTL, IMG HT(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TTL은 렌즈의 광축에서의 거리이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 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.In addition, in the present specification, the first lens refers to a lens closest to an object (or a subject), and the fifth lens refers to a lens closest to an image surface (or an image sensor). In the present specification, the radius of curvature (Radius), thickness (Thickness), TTL, IMG HT (half of the diagonal length of the upper surface), the focal length of the lens are all in mm. In addition, the thickness of the lens, the distance between the lenses, and the TTL are distances from the optical axis of the lens. In addition, in the description of the shape of the lens, the convex shape of one surface means that the optical axis portion of the surface is convex, and the concave shape of one surface means that the optical axis portion of the surface is concave. Therefore, even if one surface of the lens is described as a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Similarly, even if one surface of the lens is described as a concave shape, the edge portion of the lens can be convex.

촬상 광학계는 복수의 렌즈로 이루어지는 광학계를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계의 광학계는 굴절력을 갖는 복수의 렌즈로 이루어진다. 그러나 촬상 광학계가 굴절력을 갖는 렌즈만으로 구성되는 것은 아니다. 예를 들어, 촬상 광학계는 입사광을 굴절시키는 프리즘, 광량을 조절하기 위한 조리개(stop)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 광학계를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(즉, 촬상 소자)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.The imaging optical system includes an optical system composed of a plurality of lenses. For example, the optical system of the imaging optical system is composed of a plurality of lenses having refractive power. However, the imaging optical system is not composed of only lenses having refractive power. For example, the imaging optical system may include a prism for refracting incident light and a stop for adjusting the amount of light. In addition, the imaging optical system may include an infrared cut filter for blocking infrared rays. In addition, the imaging optical system may further include an image sensor (ie, an imaging device) for converting an image of a subject incident through the optical system into an electrical signal. In addition, the imaging optical system may further include a gap maintaining member for adjusting the distance between the lens and the lens.

다수의 렌즈는 공기와 다른 굴절률을 갖는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 다수의 렌즈는 플라스틱 또는 유리 재질로 이루어진다. 다수의 렌즈 중 적어도 하나는 비구면 형상을 갖는다. 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다. Many lenses are made of materials with a different refractive index than air. For example, many lenses are made of plastic or glass. At least one of the plurality of lenses has an aspherical shape. The aspherical surface of the lens is represented by equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서 c는 해당 렌즈의 곡률 반지름의 역수이고, K는 코닉 상수이고, r은 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, A ~ J는 비구면 상수이고, Z(또는 SAG)는 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 광축 방향으로의 높이이다.In Equation 1, c is the inverse of the radius of curvature of the lens, K is a conic constant, r is the distance from any point on the aspheric to the optical axis, A to J is an aspheric constant, and Z (or SAG) is aspheric It is the height in the optical axis direction from any point of the image to the vertex of the aspherical surface.

촬상 광학계는 복수의 렌즈 군으로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계는 제1렌즈 군, 제2 렌즈 군, 제3렌즈 군으로 구성될 수 있다. 제1렌즈 군, 제2렌즈 군, 제3렌즈 군은 광축을 따라 순차적으로 배치된다.The imaging optical system is composed of a plurality of lens groups. For example, the imaging optical system may include a first lens group, a second lens group, and a third lens group. The first lens group, the second lens group, and the third lens group are sequentially disposed along the optical axis.

제1렌즈 군은 복수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈 군은 서로 다른 부호의 굴절력을 갖는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1렌즈 군은 정의 굴절력을 갖는 렌즈와 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함한다. 제1렌즈 군은 전체적으로 부의 굴절력을 갖는다.The first lens group includes a plurality of lenses. For example, the first lens group may be configured of a plurality of lenses having refractive powers of different signs. For example, the first lens group includes a lens having positive refractive power and a lens having negative refractive power. The first lens group as a whole has negative refractive power.

제2렌즈 군은 복수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2렌즈 군은 3매의 렌즈로 구성된다. 여기서, 3매의 렌즈는 이웃한 렌즈와 서로 다른 부호의 굴절력을 갖도록 배치되될 수 있다. 일 예로, 제2렌즈 군은 정의 굴절력을 갖는 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 렌즈, 및 정의 굴절력을 갖는 렌즈로 구성될 수 있다. 제2렌즈 군은 전체적으로 정의 굴절력을 갖는다.The second lens group includes a plurality of lenses. For example, the second lens group is composed of three lenses. Here, the three lenses may be arranged to have refractive powers different from those of neighboring lenses. For example, the second lens group may include a lens having positive refractive power, a lens having negative refractive power, and a lens having positive refractive power. The second lens group as a whole has a positive refractive power.

제3렌즈 군은 복수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈 군은 서로 다른 부호의 굴절력을 갖는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 일 예로, 제3렌즈 군은 정의 굴절력을 갖는 렌즈와 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함한다. 제3렌즈 군은 전체적으로 부의 굴절력을 갖는다.The third lens group includes a plurality of lenses. For example, the first lens group may be configured of a plurality of lenses having refractive powers of different signs. For example, the third lens group includes a lens having positive refractive power and a lens having negative refractive power. The third lens group has negative refractive power as a whole.

제1렌즈 군 내지 제3렌즈 군은 광축 방향을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈 군 내지 제3렌즈 군 중 적어도 하나 이상은 촬상 광학계의 초점거리를 변경하기 위해 이동될 수 있고, 제1렌즈 군 내지 제3렌즈 군 중 2개 이상은 촬상 광학계의 초점을 조정하기 위해 이동될 수 있다. 따라서, 본 촬상 광학계는 변배 비율을 큰 폭으로 변경할 수 있다. 아울러, 본 촬상 광학계는 복수의 렌즈 군이 초점 조정을 위해 가동되므로, 어떠한 변배 상태에서도 정밀한 초점 조정이 가능할 뿐만 아니라 초점조정을 위한 렌즈 군의 변위 폭을 최소화할 수 있다.The first to third lens groups may move along the optical axis direction. For example, at least one or more of the first lens group to the third lens group may be moved to change the focal length of the imaging optical system, and two or more of the first lens group to the third lens group are the focal points of the imaging optical system. Can be moved to adjust. Therefore, the imaging optical system can change the variation ratio significantly. In addition, since the plurality of lens groups are operated for focus adjustment, the imaging optical system can precisely adjust the focus in any variation state and minimize the displacement width of the lens group for focus adjustment.

촬상 광학계는 플라스틱 재질의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 렌즈 군을 구성하는 7매 이상의 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The imaging optical system includes a lens of plastic material. For example, in the imaging optical system, at least one of seven or more lenses constituting the lens group may be made of a plastic material.

촬상 광학계는 비구면 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 렌즈 군을 구성하는 7매 이상의 렌즈 중 적어도 하나는 비구면 렌즈로 이루어질 수 있다.The imaging optical system includes an aspherical lens. For example, in the imaging optical system, at least one of seven or more lenses constituting the lens group may be an aspherical lens.

촬상 광학계는 프리즘, 필터, 조리개, 이미지 센서를 포함한다. The imaging optical system includes a prism, a filter, an iris, and an image sensor.

프리즘은 제1렌즈 군의 물체 측에 배치된다. 프리즘은 대체로 낮은 아베수를 갖는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프리즘은 25 이하의 아베수를 갖는 재질 중에서 선택될 수 있다.The prism is disposed on the object side of the first lens group. The prism may be composed of a material having a substantially low Abbe's number. For example, the prism may be selected from materials having an Abbe number of 25 or less.

필터는 제3렌즈 군과 이미지 센서 사이에 배치된다. 필터는 입사광으로부터 일부 파장을 차단하여 촬상 광학계의 해상도를 향상시킨다. 예를 들어, 필터는 입사광의 적외선 파장을 차단할 수 있다. The filter is disposed between the third lens group and the image sensor. The filter blocks some wavelengths from the incident light to improve the resolution of the imaging optical system. For example, the filter may block the infrared wavelength of incident light.

조리개는 제1렌즈 군과 제2렌즈 군 사이에 배치된다. The iris is disposed between the first lens group and the second lens group.

촬상 광학계는 하기 조건식 1 내지 7 중 하나 이상을 만족할 수 있다.The imaging optical system may satisfy one or more of the following Conditional Expressions 1 to 7.

[조건식 1] -1.5 < R2/f < -0.5[Condition 1] -1.5 <R2 / f <-0.5

[조건식 2] -1.0 < (R1+R2)/(R1-R2) < -0.1[Condition Formula 2] -1.0 <(R1 + R2) / (R1-R2) <-0.1

[조건식 3] 0.1 < f/f1 < 0.8[Condition 3] 0.1 <f / f1 <0.8

[조건식 4] 1.0 < f/f3 < 3.0[Condition 4] 1.0 <f / f3 <3.0

[조건식 5] -1.5 < f/f4 < -0.2[Condition 5] -1.5 <f / f4 <-0.2

[조건식 6] 0.2 < f/f5 < 1.0[Condition 6] 0.2 <f / f5 <1.0

[조건식 7] 0.11 < N6-N7 < 0.13[Condition 7] 0.11 <N6-N7 <0.13

상기 조건식에서 f는 촬상 광학계의 초점거리이고, R1은 제3렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, R2는 제3렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이고, f1은 제1렌즈의 초점거리이고, f3은 제3렌즈의 초점거리이고, f4는 제4렌즈의 초점거리이고, f5는 제5렌즈의 초점거리이고, N6는 제6렌즈의 굴절률이고, N7은 제7렌즈의 굴절률이다.In the above condition f is the focal length of the imaging optical system, R1 is the radius of curvature of the side of the object of the third lens, R2 is the radius of curvature of the image side of the third lens, f1 is the focal length of the first lens, f3 is The focal length of the third lens, f4 is the focal length of the fourth lens, f5 is the focal length of the fifth lens, N6 is the refractive index of the sixth lens, and N7 is the refractive index of the seventh lens.

다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.Next, an imaging optical system according to various embodiments will be described.

먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.First, the imaging optical system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1.

촬상 광학계(100)는 프리즘(102), 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150), 제6렌즈(160), 제7렌즈(170)를 포함하며, 복수의 렌즈 군으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계(100)는 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3)으로 구분될 수 있다. 제1렌즈 군(G1)은 2매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1)은 제1렌즈(110) 및 제2렌즈(120)를 포함한다. 제1렌즈(110)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈 군(G2)은 3매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈 군(G2)은 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 및 제5렌즈(150)를 포함한다. 제3렌즈(130)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈 군(G3)은 2매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈 군(G3)은 제6렌즈(160) 및 제7렌즈(170)를 포함한다. 제6렌즈(160)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제7렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다.The imaging optical system 100 includes a prism 102, a first lens 110, a second lens 120, a third lens 130, a fourth lens 140, a fifth lens 150, and a sixth lens ( 160 and a seventh lens 170, and may be divided into a plurality of lens groups. For example, the imaging optical system 100 may be divided into a first lens group G1, a second lens group G2, and a third lens group G3. The first lens group G1 includes two lenses. For example, the first lens group G1 includes the first lens 110 and the second lens 120. The first lens 110 has a positive refractive power and has a convex side of the object and a convex side of the image. The second lens 120 has negative refractive power, and the object side is convex and the image side is concave. The second lens group G2 includes three lenses. For example, the second lens group G2 includes a third lens 130, a fourth lens 140, and a fifth lens 150. The third lens 130 has a positive refractive power, and the side of the object is convex and the image side is convex. The fourth lens 140 has negative refractive power, and the side surface of the fourth lens 140 is concave and the image side surface is convex. The fifth lens 150 has a positive refractive power, and the side surface of the fifth lens 150 is concave and the image side surface is convex. The third lens group G3 includes two lenses. For example, the third lens group G3 includes a sixth lens 160 and a seventh lens 170. The sixth lens 160 has a positive refractive power, and the object side is concave and the image side is convex. The seventh lens 170 has negative refractive power, and the side of the object is convex and the image side is concave.

렌즈 군(G1, G2, G3)은 촬상 광학계의 초점거리를 변화시킬 수 있도록 광축 방향을 따라 이동된다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1)과 제2렌즈 군(G2) 간의 거리(D1) 및 제2렌즈 군(G2)와 제3렌즈 군(G3) 간 거리(D2)는 촬상 광학계의 초점거리가 길어짐에 따라 작아질 수 있다. 이와 반대로, 제3렌즈 군(G3)과 상면 간의 거리(D3)는 촬상 광학계의 초점거리가 길어짐에 따라 커질 수 있다.The lens groups G1, G2, and G3 are moved along the optical axis direction so that the focal length of the imaging optical system can be changed. For example, the distance D1 between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the distance D2 between the second lens group G2 and the third lens group G3 are the focal points of the imaging optical system. As the distance gets longer, it may become smaller. On the contrary, the distance D3 between the third lens group G3 and the image surface may become larger as the focal length of the imaging optical system becomes longer.

아울러, 렌즈 군(G1, G2, G3)은 촬상 광학계의 초점을 신속하게 조정할 수 있도록 광축 방향을 따라 이동된다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3) 중 적어도 한 군 이상은 피사체의 상이 상면에 선명하게 맺힐 수 있도록 광축 방향을 따라 이동될 수 있다. 아울러, 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3)은 초점조정을 위한 변위량을 최소화시킬 수 있도록 광축 방향을 따라 각기 다른 크기로 이동될 수 있다. 위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 3에 도시된 수차 특성을 나타낸다. In addition, the lens groups G1, G2, and G3 are moved along the optical axis direction so that the focus of the imaging optical system can be quickly adjusted. For example, at least one or more of the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 may be moved along the optical axis direction so that the image of the subject is clearly formed on the image surface. Can be. In addition, the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 may be moved in different sizes along the optical axis direction to minimize the amount of displacement for focus adjustment. The imaging optical system configured as described above exhibits aberration characteristics shown in FIGS. 2 and 3.

촬상 광학계(100)는 프리즘(102), 조리개(ST), 필터(180), 이미지 센서(190)를 포함한다.The imaging optical system 100 includes a prism 102, an aperture stop ST, a filter 180, and an image sensor 190.

프리즘(102)은 제1렌즈(110)의 전방에 배치된다. 이와 같이 배치된 프리즘(102)은 물체 측으로부터 반사된 빛을 제1렌즈(110) 측으로 굴절시킨다.The prism 102 is disposed in front of the first lens 110. The prism 102 disposed as described above refracts the light reflected from the object side toward the first lens 110.

필터(180)는 이미지 센서(190)의 전방에 배치되어, 입사광에 포함된 적외선 등을 차단한다. 이미지 센서(190)는 다수의 광센서로 구성된다. 이와 같이 구성된 이미지 센서(190)는 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된다.The filter 180 is disposed in front of the image sensor 190 to block infrared rays and the like included in the incident light. The image sensor 190 is composed of a plurality of optical sensors. The image sensor 190 configured as described above is configured to convert an optical signal into an electrical signal.

표 1은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 2는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값이고, 표 3은 촬상 광학계의 제1위치 및 제2위치에 따른 렌즈 군 간의 거리 값이다.Table 1 shows lens characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment, Table 2 shows aspherical values of the imaging optical system according to the present embodiment, and Table 3 shows the lens groups according to the first and second positions of the imaging optical system. Distance value.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

도 4를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 4.

촬상 광학계(200)는 프리즘(202), 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250), 제6렌즈(260), 제7렌즈(270)를 포함하며, 복수의 렌즈 군으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계(200)는 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3)으로 구분될 수 있다. 제1렌즈 군(G1)은 2매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1)은 제1렌즈(210) 및 제2렌즈(220)를 포함한다. 제1렌즈(210)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈 군(G2)은 3매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈 군(G2)은 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 및 제5렌즈(250)를 포함한다. 제3렌즈(230)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈 군(G3)은 2매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈 군(G3)은 제6렌즈(260) 및 제7렌즈(270)를 포함한다. 제6렌즈(260)은 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제7렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다.The imaging optical system 200 includes a prism 202, a first lens 210, a second lens 220, a third lens 230, a fourth lens 240, a fifth lens 250, and a sixth lens ( 260, and a seventh lens 270, and may be divided into a plurality of lens groups. For example, the imaging optical system 200 may be divided into a first lens group G1, a second lens group G2, and a third lens group G3. The first lens group G1 includes two lenses. For example, the first lens group G1 includes a first lens 210 and a second lens 220. The first lens 210 has a positive refractive power, and the side of the object is convex and the image side is convex. The second lens 220 has negative refractive power, and the side surface of the second lens 220 is convex and the image side surface is concave. The second lens group G2 includes three lenses. For example, the second lens group G2 includes a third lens 230, a fourth lens 240, and a fifth lens 250. The third lens 230 has a positive refractive power, and the object side is convex and the image side is convex. The fourth lens 240 has negative refractive power, and the side surface of the fourth lens 240 is concave and the image side surface is convex. The fifth lens 250 has a positive refractive power and is convex in the object side and convex in the image side. The third lens group G3 includes two lenses. For example, the third lens group G3 includes a sixth lens 260 and a seventh lens 270. The sixth lens 260 has a positive refractive power, and the object side is concave and the image side is convex. The seventh lens 270 has negative refractive power, and the object side surface is convex and the image side surface is concave.

렌즈 군(G1, G2, G3)은 촬상 광학계의 초점거리를 변화시킬 수 있도록 광축 방향을 따라 이동된다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1)과 제2렌즈 군(G2) 간의 거리(D1) 및 제2렌즈 군(G2)와 제3렌즈 군(G3) 간 거리(D2)는 촬상 광학계의 초점거리가 길어짐에 따라 작아질 수 있다. 이와 반대로, 제3렌즈 군(G3)과 상면 간의 거리(D3)는 촬상 광학계의 초점거리가 길어짐에 따라 커질 수 있다.The lens groups G1, G2, and G3 are moved along the optical axis direction so that the focal length of the imaging optical system can be changed. For example, the distance D1 between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the distance D2 between the second lens group G2 and the third lens group G3 are the focal points of the imaging optical system. As the distance gets longer, it may become smaller. On the contrary, the distance D3 between the third lens group G3 and the image surface may become larger as the focal length of the imaging optical system becomes longer.

아울러, 렌즈 군(G1, G2, G3)은 촬상 광학계의 초점을 신속하게 조정할 수 있도록 광축 방향을 따라 이동된다. 예를 들어, 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3) 중 적어도 한 군 이상은 피사체의 상이 상면에 선명하게 맺힐 수 있도록 광축 방향을 따라 이동될 수 있다. 아울러, 제1렌즈 군(G1), 제2렌즈 군(G2), 및 제3렌즈 군(G3)은 초점조정을 위한 변위량을 최소화시킬 수 있도록 광축 방향을 따라 각기 다른 크기로 이동될 수 있다. 위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 3에 도시된 수차 특성을 나타낸다. In addition, the lens groups G1, G2, and G3 are moved along the optical axis direction so that the focus of the imaging optical system can be quickly adjusted. For example, at least one or more of the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 may be moved along the optical axis direction so that the image of the subject is clearly formed on the image surface. Can be. In addition, the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 may be moved in different sizes along the optical axis direction to minimize the amount of displacement for focus adjustment. The imaging optical system configured as described above exhibits aberration characteristics shown in FIGS. 2 and 3.

촬상 광학계(200)는 프리즘(202), 조리개(ST), 필터(280), 이미지 센서(290)를 포함한다.The imaging optical system 200 includes a prism 202, an aperture stop ST, a filter 280, and an image sensor 290.

프리즘(202)은 제1렌즈(210)의 전방에 배치된다. 이와 같이 배치된 프리즘(202)은 물체 측으로부터 반사된 빛을 제1렌즈(210) 측으로 굴절시킨다.The prism 202 is disposed in front of the first lens 210. The prism 202 disposed as described above refracts the light reflected from the object side to the first lens 210 side.

필터(280)는 이미지 센서(290)의 전방에 배치되어, 입사광에 포함된 적외선 등을 차단한다. 이미지 센서(290)는 다수의 광센서로 구성된다. 이와 같이 구성된 이미지 센서(290)는 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된다.The filter 280 is disposed in front of the image sensor 290 to block infrared rays and the like included in the incident light. The image sensor 290 is composed of a plurality of optical sensors. The image sensor 290 configured as described above is configured to convert an optical signal into an electrical signal.

표 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 것이고, 표 5는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 값이고, 표 6은 촬상 광학계의 제1위치 및 제2위치에 따른 렌즈 군 간의 거리 값이다.Table 4 shows lens characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment, Table 5 shows aspherical values of the imaging optical system according to the present embodiment, and Table 6 shows the lens groups according to the first and second positions of the imaging optical system. Distance value.

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

전술된 실시 예에 따른 촬상 광학계는 후술하는 특징들을 공유할 수 있다. 일 예로, 제1렌즈의 초점거리는 대체로 20 ~ 40 mm 범위에서 결정되고, 제2렌즈의 초점거리는 -10 ~ -6.0 mm 범위에서 결정되고, 제3렌즈의 초점거리는 대체로 2 ~ 4 mm 범위에서 결정되고, 제4렌즈의 초점거리는 -15 ~ -8.0 mm 범위에서 결정되고, 제5렌즈의 초점거리는 대체로 8 ~ 15 mm 범위에서 결정되고, 제6렌즈의 초점거리는 30 mm 이상의 범위에서 결정되고, 제7렌즈의 초점거리는 - 10 ~ -4.0 mm 범위에서 결정될 수 있다. 다른 예로, 광각단에서 촬상 광학계의 전체 초점거리는 5.0 ~ 7.0 mm 범위에서 결정되고, 망원단에서 촬상 광학계의 전체 초점거리는 8.0 ~ 10.0 mm 범위에서 결정된다.The imaging optical system according to the above-described embodiment may share features described below. For example, the focal length of the first lens is generally determined in the range of 20 to 40 mm, the focal length of the second lens is determined in the range of -10 to -6.0 mm, and the focal length of the third lens is generally determined in the range of 2 to 4 mm. The focal length of the fourth lens is determined in the range of -15 to -8.0 mm, the focal length of the fifth lens is determined in the range of 8 to 15 mm, and the focal length of the sixth lens is determined in the range of 30 mm or more. The focal length of the seven lenses can be determined in the range of-10 to -4.0 mm. As another example, the overall focal length of the imaging optical system at the wide-angle end is determined in the range of 5.0 to 7.0 mm, and the overall focal length of the imaging optical system at the telephoto end is determined in the range of 8.0 to 10.0 mm.

촬상 광학계의 광각단에서 제1렌즈 군과 제2렌즈 군 간의 거리(D1)는 제3렌즈 군과 상면 간의 거리(D3)보다 크고, 제2렌즈 군과 제3렌즈 군 간의 거리(D2)는 제3렌즈 군과 상면 간의 거리(D3)보다 크다. 촬상 광학계의 광각단에서 D1/D2는 0.9 ~ 1.3 범위에서 결정될 수 있고, D2/D3은 1.5 ~ 2.2 범위에서 결정될 수 있고, D1/D3은 1.5 ~ 3.5 범위에서 결정될 수 있다.The distance D1 between the first lens group and the second lens group is greater than the distance D3 between the third lens group and the image surface at the wide-angle end of the imaging optical system, and the distance D2 between the second lens group and the third lens group is It is larger than the distance D3 between the third lens group and the image surface. At the wide-angle end of the imaging optical system, D1 / D2 may be determined in the range of 0.9 to 1.3, D2 / D3 may be determined in the range of 1.5 to 2.2, and D1 / D3 may be determined in the range of 1.5 to 3.5.

촬상 광학계의 망원단에서 제1렌즈 군과 제2렌즈 군 간의 거리(D1)는 제2렌즈 군과 제3렌즈 군 간의 거리(D2)보다 작고, 제2렌즈 군과 제3렌즈 군 간의 거리(D2)는 제3렌즈 군과 상면 간의 거리(D3)보다 작다. 촬상 광학계의 망원단에서 D1/D2는 0.2 ~ 0.4 범위에서 결정될 수 있고, D2/D3은 0.2 ~ 0.4 범위에서 결정될 수 있고, D3/D1은 14 ~ 16 범위에서 결정될 수 있다.In the telephoto end of the imaging optical system, the distance D1 between the first lens group and the second lens group is smaller than the distance D2 between the second lens group and the third lens group, and the distance between the second lens group and the third lens group ( D2) is smaller than the distance D3 between the third lens group and the image surface. In the telephoto end of the imaging optical system, D1 / D2 may be determined in a range of 0.2 to 0.4, D2 / D3 may be determined in a range of 0.2 to 0.4, and D3 / D1 may be determined in a range of 14 to 16.

표 7은 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 조건식 값이다. 표 7에서 알 수 있듯이 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 촬상 광학계는 전술된 조건식을 모두 만족한다.Table 7 shows conditional values of the imaging optical system according to the first and second embodiments. As can be seen in Table 7, the imaging optical system according to the first and second embodiments satisfies all of the above-described conditional expressions.

Figure pat00008
Figure pat00008

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.The present invention is not limited only to the embodiments described above, and those skilled in the art to which the present invention pertains can be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Various changes can be made.

100, 200 촬상 광학계
110, 210 제1렌즈
120, 220 제2렌즈
130, 230 제3렌즈
140, 240 제4렌즈
150, 250 제5렌즈
160, 260 제6렌즈
170, 270 제7렌즈
180, 280 적외선 차단필터
190, 290 (촬상소자의) 상면100, 200 imaging optics
110, 210 First Lens
120, 220 Second lens
130, 230 Third Lens
140, 240 4th lens
150, 250 Fifth Lens
160, 260 6th lens
170, 270 7th lens
180, 280 infrared cut filter
190, 290 Top surface of imaging device

Claims (16)

광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 부의 굴절력을 갖는 제1렌즈 군;
광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈 군; 및
광축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈 군;
을 포함하고,
상기 제1렌즈 군, 상기 제2렌즈 군, 및 상기 제3렌즈 군은 총 7매 렌즈들로 구성되고,
상기 7매 렌즈 중 적어도 하나 이상은 비구면을 포함하는 촬상 광학계.A first lens group configured to be movable in the optical axis direction and having negative refractive power;
A second lens group configured to be movable in the optical axis direction and having a positive refractive power; And
A third lens group configured to be movable in the optical axis direction and having a negative refractive power;
Including,
The first lens group, the second lens group, and the third lens group are composed of a total of seven lenses,
At least one of the seven lenses includes an aspherical surface. 제1항에 있어서,
상기 7매 렌즈 중 적어도 하나 이상은 플라스틱 재질로 이루어지는 촬상 광학계.The method of claim 1,
At least one of the seven lenses is an imaging optical system made of a plastic material. 제1항에 있어서,
상기 제1렌즈 군은 서로 다른 부호의 굴절력을 갖는 2매 렌즈로 구성되는 촬상 광학계.The method of claim 1,
The first lens group is composed of two lenses having a refractive power of different signs. 제1항에 있어서,
상기 제2렌즈 군은 3매의 렌즈로 구성되고,
상기 3매의 렌즈는 이웃한 렌즈와 서로 다른 부호의 굴절력을 갖도록 배치되는 촬상 광학계.The method of claim 1,
The second lens group is composed of three lenses,
And the three lenses are arranged to have refractive powers different from that of neighboring lenses. 제1항에 있어서,
상기 제3렌즈 군은 서로 다른 부호의 굴절력을 갖는 2매 렌즈로 구성되는 촬상 광학계.The method of claim 1,
The third lens group is composed of two lenses having a refractive power of different signs. 제1항에 있어서,
상기 제1렌즈 군의 전방에 배치되는 굴절 프리즘을 더 포함하는 촬상 광학계.The method of claim 1,
And a refractive prism disposed in front of the first lens group. 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는,
프리즘;
정의 굴절력을 갖는 제1렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제2렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제4렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제5렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제6렌즈; 및
부의 굴절력을 갖는 제7렌즈;
를 포함하는 촬상 광학계.Disposed sequentially from the object side,
prism;
A first lens having positive refractive power;
A second lens having negative refractive power;
A third lens having positive refractive power;
A fourth lens having negative refractive power;
A fifth lens having positive refractive power;
A sixth lens having positive refractive power; And
A seventh lens having negative refractive power;
Imaging optical system comprising a. 제7항에 있어서,
상기 제1렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
The first lens is an imaging optical system having an image side convex shape. 제7항에 있어서,
상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
The second lens is an imaging optical system having a convex shape of the object side. 제7항에 있어서,
상기 제3렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
And the third lens has an image side convex shape. 제7항에 있어서,
상기 제4렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
The fourth lens has a concave shape of the object side. 제7항에 있어서,
상기 제6렌즈는 물체 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
The sixth lens has a concave shape of an object side. 제7항에 있어서,
상기 제7렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
The seventh lens has an image side concave shape. 제7항에 있어서,
상기 제1렌즈 내지 상기 제7렌즈 중 적어도 하나 이상은 비구면을 포함하는 촬상 광학계.The method of claim 7, wherein
At least one of the first to seventh lenses includes an aspherical surface. 제7항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] -1.0 < (R1+R2)/(R1-R2) < -0.1
(상기 조건식에서 R1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, R2는 상기 제1렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다)The method of claim 7, wherein
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression.
[Condition Expression] -1.0 <(R1 + R2) / (R1-R2) <-0.1
(Wherein R1 is the radius of curvature of the side of the object of the first lens, R2 is the radius of curvature of the side of the image of the first lens) 제7항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.11 < Nd6 - Nd7 < 0.13
(상기 조건식에서 Nd6은 상기 제6렌즈의 굴절률이고, Nd7은 상기 제7렌즈의 굴절률이다)
The method of claim 7, wherein
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression.
[Condition Formula] 0.11 <Nd6-Nd7 <0.13
In the conditional expression, Nd6 is the refractive index of the sixth lens, and Nd7 is the refractive index of the seventh lens.
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