KR20200026726A - 촬상 광학 시스템 및 전자 장치 - Google Patents

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KR20200026726A
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장동혁
박성재
장진성
권오진
김병국
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난창 오-필름 옵티컬-일렉트로닉 테크 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 촬상 광학 시스템 및 전자 장치를 개시한다. 촬상 광학 시스템은 광축을 따라 물체측으로부터 상측까지 순차적으로 음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제5 렌즈 및 곡면 센서를 포함한다. 제1 렌즈의 물체측 면 및 상측 면은 모두 오목면이다. 제3 렌즈의 물체측 면은 볼록면이다. 제4 렌즈의 물체측 면은 오목면이고 상측 면은 볼록면이다. 곡면 센서는 오목면이 물체측으로 만곡된다. 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: |f/(Ri-0.5)|<|f/Ri|<|f/(Ri+0.5)|을 만족한다. 본 발명의 실시형태의 촬상 광학 시스템은 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서의 굴절률과 전체 촬상 광학 시스템의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현한다.

Description

촬상 광학 시스템 및 전자 장치{IMAGINGOPTICALSYSTEM AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 광학 이미징 기술 분야에 관한 것으로, 특히 촬상 광학 시스템 및 전자 장치에 관한 것이다.
과학 기술의 발전에 따라, 촬상 기능을 갖는 전자 장치는 생활에서의 응용이 점점 보급되고, 사용자가 전자 장치에 탑재된 촬상 광학 시스템의 성능에 대한 요구는 점점 높아지고 있다. 그러나, 종래의 촬상 광학 시스템은 통상적으로 평면의 이미지 센서를 이용하며, 이는 촬상 광학 시스템이 수차 등의 문제로 고화소와 높은 광도의 성능을 구현하기 어렵다.
한국공개특허 제10-2012-0066583호(2012.06.22)
본 발명의 실시형태는 촬상 광학 시스템 및 전자 장치를 제공한다.
본 발명의 실시형태의 촬상 광학 시스템은 광축을 따라 물체측으로부터 상측까지 순차적으로 음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제5 렌즈 및 곡면 센서를 포함한다. 상기 제1 렌즈의 물체측 면 및 상측 면은 모두 오목면이다. 상기 제3 렌즈의 물체측 면은 볼록면이다. 상기 제4 렌즈의 물체측 면은 오목면이고 상측 면은 볼록면이다. 상기 곡면 센서는 오목면이 물체측으로 만곡된다. 상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: |f/(Ri-0.5)|<|f/Ri|<|f/(Ri+0.5)|을 만족한다. 여기서, Ri는 상기 곡면 센서의 굴절률이고, f는 상기 촬상 광학계의 초점 거리이다.
본 발명의 실시형태의 촬상 광학계는 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서의 굴절률과 전체 촬상 광학계의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현한다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: 2.0<|f1/f|<3.0을 만족하고; 여기서, 상기 f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리이고, f는 상기 촬상 광학 시스템의 초점 거리이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템의 시야각을 비교적 크게하고 조리개값을 비교적 크게 하여, 촬상 광학 시스템의 성능을 향상한다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: 0.5<|R1/R2|<1.0을 만족하고; 여기서, R1은 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, R2는 상기 제1 렌즈의 상측 면의 곡률 반경이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템의 시야각을 비교적 크게하고 조리개값을 비교적 크게 하여, 촬상 광학 시스템의 성능을 향상한다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: 0<2y/Ri<0.5을 만족하고; 여기서, 2y는 상기 곡면 센서의 대각선의 사이즈이고, Ri는 상기 곡면 센서의 굴절률이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템의 수차가 감소될 수 있고 촬상 광학 시스템의 성능이 보장될 수 있다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식: -0.2<SAG/f<0을 만족하고; 여기서, SAG는 결상면의 최대 높이의 새그 값이고, f는 상기 촬상 광학 시스템의 초점 거리를 나타낸다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템의 전체 비율에 변화가 발생하여 성능을 보장할 수 없는 것을 피한다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 피사체와 상기 제2 렌즈 사이에 위치한 조리개를 포함한다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템에서의 조리개의 구성은 전면 조리개 또는 중앙 조리개일 수 있다. 전면 조리개는 조리개가 피사체와 제1 렌즈 사이에 설치되는 것을 나타내고, 중앙 조리개는 조리개가 제1 렌즈와 결상면 사이에 설치되는 것을 나타낸다. 만약 조리개가 전면 조리개이면, 촬상 광학 시스템의 사출동은 결상면에서 비교적 긴 거리를 생성할 수 있어, 텔레 센 트릭 효과를 가지게 하고, 이미지 센서(곡면 센서)가 영상을 수신하는 효율을 증가할 수 있다. 만약 조리개가 중앙 조리개이면, 촬상 광학 시스템의 시야각을 확대시키는 것을 돕는다.
일부 실시형태에서, 상기 촬상 광학 시스템은 상기 제5 렌즈와 상기 곡면 센서 사이에 위치한 필터를 포함한다.
이와 같이, 필터는 적외선을 필터링하여, 곡면 센서가 적외선에 감응되어 결상에 영향을 주는 것을 피한다.
일부 실시형태에서, 상기 곡면 센서는 전곡면 센서를 포함한다.
이와 같이, 광선이 렌즈를 통해 전곡면 센서의 모든 위치에 입사된 광로차가 엄격하게 0이므로, 매우 선명한 화상을 획득한다.
일부 실시형태에서, 상기 곡면 센서는 에지 벤딩 센서를 포함한다.
이와 같이, 광선이 렌즈를 통해 에지 벤딩 센서의 모든 위치에 입사되는 광로차가 대체로 동일하고, 제로에 가까워서, 비교적 선명한 화상을 획득하고, 에지 벤딩 센서의 제조 공예는 전곡면 센서의 제조 공예에 비교하여 더 간단하다.
본 발명의 실시형태의 전자 장치는 셸 및 상술한 실시형태의 촬상 광학 시스템을 포함한다. 상기 촬상 광학 시스템은 상기 셸에 장착된다.
본 발명의 실시형태의 전자 장치에서, 촬상 광학 시스템은 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서의 굴절률과 전체의 촬상 광학 시스템의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현한다.
본 발명의 추가적인 측면과 우점은 이하 설명에서 일부 제기되고 다른 일부는 이하 설명에서 더욱 명확해지거나 또는 본 발명의 실천을 통하여 이해될 것이다.
본 발명은 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서의 굴절률과 전체의 촬상 광학 시스템의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현하는 효과가 있다.
본 발명의 상기 및/또는 추가적인 측면과 우점은 이하 첨부된 도면을 결합하여 실시 형태에 대한 설명으로부터 더욱 명확해지고 용이하게 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 실시예1의 촬상 광학 시스템의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1의 촬상 광학 시스템의 회절 변조 전달 함수 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예1의 촬상 광학 시스템의 구면 수차도(mm)이다.
도 4는 본 발명의 실시예1의 촬상 광학 시스템의 비점 수차도(mm)이다.
도 5는 본 발명의 실시예1의 촬상 광학 시스템의 왜곡 수차도(%)이다.
도 6은 본 발명의 실시예2의 촬상 광학 시스템의 구조 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예2의 촬상 광학 시스템의 회절 변조 전달 함수 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예2의 촬상 광학 시스템의 구면 수차도(mm)이다.
도 9는 본 발명의 실시예2의 촬상 광학 시스템의 비점 수차도(mm)이다.
도 10은 본 발명의 실시예2의 촬상 광학 시스템의 왜곡 수차도(%)이다.
도 11은 본 발명의 실시예3의 촬상 광학 시스템의 구조 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예3의 촬상 광학 시스템의 회절 변조 전달 함수 다이어그램이다.
도 13은 본 발명의 실시예3의 촬상 광학 시스템의 구면 수차도(mm)이다.
도 14는 본 발명의 실시예3의 촬상 광학 시스템의 비점 수차도(mm)이다.
도 15는 본 발명의 실시예3의 촬상 광학 시스템의 왜곡 수차도(%)이다.
도 16은 본 발명의 실시형태의 전자 장치의 구조 개략도이다.
도 17은 본 발명의 실시형태의 전자 장치의 다른 하나의 구조 개략도이다.
이하 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 상기 실시형태의 예시는 첨부된 도면에 나타냈으며, 동일 또는 유사한 부호는 동일 또는 유사한 소자 또는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 소자를 일관되게 나타냈다. 이하, 첨부된 도면을 참고하여 설명한 실시형태는 예시적인 것이며, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정한 것으로 이해해서는 안된다.
본 발명의 설명에서, 용어 '제1', '제2'는 단지 설명의 목적으로만 이용되며, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나, 또는 지시되는 구성요소의 수량을 암묵적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서 '제1', '제2'로 한정된 구성요소는 하나 또는 더 많은 상기 구성요소를 명시 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 특별한 설명이 없는 한 '다수'의 의미는 2개 또는 2개 이상을 가리킨다.
본 발명의 설명에서, 설명할 필요가 있는 것은, 별도로 명확하게 규정하고 한정하지 않은 한, 용어 '장착', '서로 연결', '연결'은 넓은 의미에서 이해해야 한다. 예를 들어 별도로 명확하게 한정하지 않은 한, 고정 연결일 수 있고, 해체 가능한 연결일 수도 있으며 또는 일체로 연결된 것일 수도 있다. 또한, 기계적 연결일 수 있고, 전기적 연결일 수도 있으며, 서로 통신될 수도 있다. 또한, 직접적인 연결일 수 있고, 중간 매체를 통하여 간접적으로 연결된 것일 수도 있으며, 두 소자 내부의 연통 또는 두 소자의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 분야의 일반 통상의 지식을 갖는 자는, 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명에서 가지는 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 발명에 있어서, 별도로 명확한 규정 및 한정이 존재하지 않는 한, 제1 구성요소가 제2 구성요소 "위" 또는 "아래"에 있다고 함은, 제1 구성요소와 제2 구성요소가 직접적으로 접촉하는 것을 포함하거나, 제1 구성요소와 제2 구성요소가 직접적으로 접촉하지 않고, 그들 사이의 다른 구성요소로 접촉하는 것을 포함할 수도 있다. 또한, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "상부", "상방" 또는 "상면"에 위치한다는 것은, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 바로 위 및 경사진 위에 위치한 경우 또는 단순히 제1 구성요소의 수평 높이가 제2 구성요소보다 높은 경우인 것을 포함한다. 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "하부", "하방" 또는 "하면"에 위치한다는 것은, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 바로 아래 및 경사진 아래에 위치한 경우 또는 단순히 제1 구성요소의 수평 높이가 제2 구성요소보다 낮은 경우인 것을 포함한다.
아래의 개시는 대량의 다른 실시형태 또는 예를 제공하여 본 발명의 다른 구조를 구현한다. 본 발명의 공개를 간소화하기 위하여, 아래에서 특정한 예의 구성과 설치에 대해 설명한다. 물론, 이들은 단지 예시일 뿐이고, 목적은 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 이 외에, 본 발명은 서로 다른 예에서 참조 번호 및 /또는 참조 문자를 반복할 수 있는 바, 이러한 반복은 간소화와 명료의 목적을 위한 것이지, 그 자체는 토론하는 각 실시형태 및/또는 설치 사이의 관계를 가리키지 않는다. 이 외에, 본 발명은 각 특정된 프로세스와 재료의 예를 제공하지만, 본 분야의 통상의 지식을 갖는 자들은 기타 프로세스의 응용 및/또는 기타 재료의 사용을 인식할 수 있다.
도 1, 도 6 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시형태의 촬상 광학 시스템(10)은 광축을 따라 물체측으로부터 상측까지 순차적으로 음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L1), 양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L2), 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3), 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4), 음의 굴절력을 갖는 제5 렌즈(L5) 및 곡면 센서(CS)를 포함한다. 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(S11) 및 상측 면(S12)은 모두 오목면이다. 제3 렌즈(L3)의 물체측 면(S31)은 볼록면이다. 제4 렌즈(L4)의 물체측 면(S41)은 오목면이고 상측 면(S42)은 볼록면이다. 곡면 센서(CS)는 오목면이 물체측으로 만곡된다.
촬상 광학 시스템(10)은 하기의 관계식: |f/(Ri-0.5)|<|f/Ri|<|f/(Ri+0.5)|을 만족한다. 여기서, Ri는 곡면 센서(CS)의 굴절률이고, f는 촬상 광학 시스템(10)의 초점 거리이다.
본 발명의 실시형태의 촬상 광학 시스템(10)은 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서(CS)를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서(CS)의 굴절률과 전체의 촬상 광학 시스템(10)의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템(10)의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현한다.
f와 Ri의 관계가 상술한 관계식을 초과할 경우, 수차가 커짐으로 인해 촬상 광학 시스템(10)의 MTF(Modulation Transfer Function, 변조 전달 함수)성능이 낮아질 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 하기의 관계식: 2.0<|f1/f|<3.0을 만족한다. 여기서, f1는 제1 렌즈(L1)의 초점 거리이고, f는 촬상 광학 시스템(10)의 초점 거리이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템(10)의 시야각을 비교적 크게 하고 조리개값(f-number)을 비교적 크게 하여, 촬상 광학 시스템(10)의 성능을 향상시킨다. 구체적으로, 일부 예에서, |f1/f|은 2.499, 2.421, 2.426, 2.728 또는 2.0보다 크고 3.0보다 작은 기타 수치를 취할 수 있다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 하기의 관계식: 0.5<|R1/R2|<1.0을 만족한다. 여기서, R1은 제1 렌즈(L1)의 물체측 면(S11)의 곡률 반경이고, R2는 제1 렌즈(L1)의 상측 면(S12)의 곡률 반경이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템(10)의 시야각을 비교적 크게 하고 조리개값을 비교적 크게 하여, 촬상 광학 시스템(10)의 성능을 향상시킨다. 구체적으로, 일부 예에서, |f1/f|은 0.651, 0.728, 0.633, 0.867 또는 0.5보다 크고 1.0보다 작은 기타 수치를 취할 수 있다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 하기의 관계식: 0<2y/Ri<0.5를 만족한다. 여기서, 2y는 곡면 센서(CS)의 대각선의 사이즈이고, Ri는 곡면 센서(CS)의 굴절률이다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템(10)의 수차가 감소될 수 있고 촬상 광학 시스템(10)의 성능이 보장될 수 있다. 구체적으로, 일부 예에서, 2y/Ri는 0.453, 0.356, 0.248, 0.479 또는 0보다 크고 0.5보다 작은 기타 수치를 취할 수 있다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 하기의 관계식: -0.2<SAG/f<0을 만족하고; 여기서, SAG는 결상면의 최대 높이의 새그 값이고, f는 촬상 광학 시스템(10)의 초점 거리를 표시한다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템(10)의 전체 비율에 변화가 발생하여 성능을 보장할 수 없는 것을 피한다. 구체적으로, 일부 예에서, SAG/f는 -0.118, -0.099, -0.087, -0.146 또는 -0.2보다 크고 0보다 작은 기타 수치를 취할 수 있다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 피사체와 제2 렌즈 사이에 위치한 조리개(미도시)를 포함한다.
이와 같이, 촬상 광학 시스템(10)에서의 조리개의 구성은 전면 조리개 또는 중앙 조리개일 수 있다. 전면 조리개는 조리개가 피사체와 제1 렌즈(L1) 사이에 설치되는 것을 나타하고, 중앙 조리개는 조리개가 제1 렌즈(L1)와 결상면 사이에 설치되는 것을 나타낸다. 만약 조리개가 전면 조리개이면, 촬상 광학 시스템(10)의 사출동은 결상면에서 비교적 긴 거리를 생성할 수 있어, 텔레 센 트릭 효과를 가지게 하고, 이미지 센서(곡면 센서(CS))가 영상을 수신하는 효율을 증가할 수 있다. 만약 조리개가 중앙 조리개이면, 촬상 광학 시스템(10)의 시야각을 확대시키는 것을 돕는다.
일부 실시형태에서, 촬상 광학 시스템(10)은 제5 렌즈(L5)와 곡면 센서(CS) 사이에 위치한 필터(L6)를 포함한다.
이와 같이, 필터(L6)는 적외선을 필터링하여, 곡면 센서(CS)가 적외선에 감응되어 결상에 영향을 주는 것을 피한다. 본 발명의 실시형태에서, 필터(L6)는 적외선 필터이다. 촬상 광학 시스템(10)이 결상에 사용될 경우, 피사체에 의해 방출 또는 반사된 광선은 물체측 방향으로부터 촬상 광학 시스템(10)에 진입하고, 순차적으로 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5) 및 필터(L6)를 통과하여, 최종적으로 곡면 센서(CS)의 결상면(S7)에 집광된다.
일부 실시형태에서, 곡면 센서(CS)는 전곡면 센서를 포함한다.
이와 같이, 광선이 렌즈를 통해 전곡면 센서의 모든 위치에 입사된 광로차가 엄격하게 0이므로, 매우 선명한 화상을 획득한다. 구체적으로, 전곡면 센서는 중간이 오목하고, 주위가 돌출된 입체 곡면이다.
일부 실시형태에서, 곡면 센서(CS)는 에지 벤딩 센서를 포함한다.
이와 같이, 광선이 렌즈를 통해 에지 벤딩 센서의 모든 위치에 입사되는 광로차가 대체로 동일하고, 제로에 가까워서, 비교적 선명한 화상을 획득하고, 에지 벤딩 센서의 제조 공예는 전곡면 센서의 제조 공예에 비교하여 더 간단하다. 구체적으로, 에지 벤딩 센서의 중간은 평면이고, 에지는 만곡되어 있다.
본 발명의 촬상 광학 시스템(10)에서, 렌즈의 표면이 볼록면이면 렌즈의 표면이 촬상 광학 시스템(10)의 광축에 가까운 부분은 볼록면임을 나타내고, 렌즈의 표면이 오목면이면 렌즈의 표면이 촬상 광학 시스템(10)의 광축에 가까운 부분은 오목면임을 나타낸다.
비구면의 형상은 다음의 공식에 의해 결정된다.
Figure pat00001
여기서, h는 비구면에서의 임의의 점으로부터 광축까지의 높이이고, c는 정점의 곡률이며, k는 코닉 상수이고, Ai는 비구면의 제i-th차의 보정 계수이다.
본 발명은 하기의 구체적인 실시예와 도면을 배합하는 것을 통해 상세히 설명한다.
실시예1:
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 촬상 광학 시스템에서, 물체측으로부터 상측까지 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5), 적외선 필터(L6) 및 곡면 센서(CS)를 포함한다.
제1 렌즈(L1)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S11)이 오목면이며, 상측 면(S12)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제2 렌즈(L2)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S21)이 볼록면이며, 상측 면(S22)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제3 렌즈(L3)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S31)이 볼록면이며, 상측 면(S32)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제4 렌즈(L4)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S41)이 오목면이며, 상측 면(S42)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S51)이 볼록면이며, 상측 면(S52)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 적외선 필터(L6)의 물체측 면(S61) 및 상측 면(S62)이 모두 평면이고, 모두 구면이다.
실시예1에서, 촬상 광학 시스템(10)의 조리개값는 fno=1.9이고, 촬상 광학 시스템(10)의 유효 초점 거리는 f=1.519mm이며, 촬상 광학 시스템(10)의 총 길이(제1 렌즈(L1)의 물체측 면(S11)과 결상면(S7)이 광축에서의 거리)는 TL=3.890mm이고, 곡면 센서(CS)의 대각선의 사이즈는 2y=3.600mm이며, 촬상 광학 시스템(10)의 광학 시야각은 FOV=102도이다. 제1 렌즈(L1)의 초점 거리는 f1=-3.794mm이고, 제2 렌즈(L2)의 초점 거리는 f2=1.234mm이며, 제3 렌즈(L3)의 초점 거리는 f3=-3.058mm이고, 제4 렌즈(L4)의 초점 거리는 f4=1.716mm이며, 제5 렌즈(L5)의 초점 거리는 f5=-2.312mm이다.
촬상 광학 시스템(10)의 광학 백 포커스는 BFL=0.4000mm이고, 촬상 광학 시스템(10)의 기계 백 포커스는 FFL=-0.3423mm이며, 촬상 광학 시스템(10)의 상고(image height) 수차는 IMG DIS=0.4000mm이고, 촬상 광학 시스템(10)의 길이(제1 렌즈(L1)의 물체측 면(S11)과 제5 렌즈(L5)의 상측 면(S52)이 광축에서의 거리)는 OAL=3.4900mm이다. 촬상 광학 시스템(10)에서의 렌즈 상측 면의 최대 광학 유효점이 광축에 수직되는 거리는 HT=1.8883mm이다. 촬상 광학 시스템(10)의 반 기계적 시야각은 ANG=51.1932도이다. 촬상 광학 시스템(10)의 입사동공에서, 구경은 DIA1=0.7788mm이고, 두께는 THI1=0.6559mm이다. 촬상 광학 시스템(10)의 사출동공에서, 구경은 DIA2=1.1848mm이고, 두께는 THI2=-1.9104mm이다.
촬상 광학 시스템(10)은 또한 다음의 표의 조건을 만족한다.
표면 번호 표면 명칭 표면 속성 곡률 반경 (mm) 두께(mm) 굴절률 아베수
0 피사체 구면 무한 무한 -- --
1 조리개 구면 무한 0.000 -- --
2 제1 렌즈 비구면 -3.374 0.340 535 56
3 비구면 5.331 0.539 -- --
4 제2 렌즈 비구면 1.560 0.728 5441 56
5 비구면 -0.992 0.030 -- --
6 제3 렌즈 비구면 3.534 0.220 651 21.5
7 비구면 1.251 0.271 -- --
8 제4 렌즈 비구면 -2.833 0.681 5441 56
9 비구면 -0.764 0.030 -- --
10 제5 렌즈 비구면 1.245 0.300 651 21.5
11 비구면 0.619 0.241 -- --
12 적외선 필터 구면 무한 0.110 1.5167 64.2
13 구면 무한 0.400 -- --
14 결상면 구면 -13.098 0.000 -- --
비구면 계수
표면 번호 K A4 A6 A8 A10
2 -7.4447E+01 2.9059E-01 -2.6510E-01 2.3372E-01 -1.5310E-01
3 4.9908E+01 7.0989E-01 -7.8686E-01 1.2788E+00 8.8875E-01
4 -4.5197E-01 1.2097E-02 3.4183E-01 -6.7995E+00 3.7603E+01
5 -4.5197E-01 1.2097E-02 3.4183E-01 -6.7995E+00 3.7603E+01
6 -9.4260E+00 -5.7684E-01 6.6330E-01 -2.1354E+00 -2.1627E+00
7 -1.1273E+00 -6.0323E-01 1.4431E+00 -3.5059E+00 5.4581E+00
8 -3.3094E+01 2.0127E-01 -7.1148E-01 3.0453E+00 -5.4636E+00
9 -1.4174E+00 3.6673E-01 -1.5639E+00 4.6456E+00 -8.5881E+00
10 -6.4571E-01 -9.8778E-01 8.8889E-01 -2.8651E+00 1.1594E+01
11 -3.7437E+00 -5.3571E-01 5.8332E-01 -4.4133E-01 2.1726E-01
표면 번호 A12 A14 A16 A18 A20
2 4.9978E-02 -5.0348E-03 -- -- --
3 -5.2204E+00 4.9694E+00 -- -- --
4 -1.0890E+02 1.0323E+02 -- -- --
5 -1.0890E+02 1.0323E+02 -- -- --
6 1.5882E+01 -1.8787E+01 -- -- --
7 -4.3162E+00 1.4945E+00 -- -- --
8 4.4956E+00 -1.2392E+00 -2.5420E-01 -- --
9 1.0377E+01 -6.7635E+00 1.7168E+00 -- --
10 -2.7822E+01 3.9178E+01 -3.2458E+01 1.4684E+01 -2.8040E+00
11 -6.2562E-02 7.7354E-03 -4.6771E-05 -- --
fno 1.95 BFL(mm) 0.4000
f(mm) 1.519 FFL(mm) -0.3423
TL(mm) 3.890 IMG DIS(mm) 0.4000
2y(mm) 3.600 OAL (mm) 3.4900
FOV(度) 102 HT(mm) 1.8883
f1(mm) -3.794 ANG(도) 51.1932
f2(mm) 1.234 DIA1(mm) 0.7788
f3(mm) -3.058 THI1(mm) 0.6559
f4(mm) 1.716 DIA2(mm) 1.1848
f5(mm) -2.312 THI2(mm) -1.9104
실시예2:
도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예의 촬상 광학 시스템에서, 물체측으로부터 상측까지 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5), 적외선 필터(L6) 및 곡면 센서(CS)를 포함한다.
제1 렌즈(L1)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S11)이 오목면이며, 상측 면(S12)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제2 렌즈(L2)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S21)이 볼록면이며, 상측 면(S22)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제3 렌즈(L3)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S31)이 볼록면이며, 상측 면(S32)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제4 렌즈(L4)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S41)이 오목면이며, 상측 면(S42)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S51)이 볼록면이며, 상측 면(S52)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 적외선 필터(L6)의 물체측 면(S61) 및 상측 면(S62)이 모두 평면이고, 모두 구면이다.
촬상 광학 시스템(10)은 또한 다음의 표의 조건을 만족한다.
표면 번호 표면 명칭 표면 속성 곡률 반경 (mm) 두께(mm) 굴절률 아베수
0 피사체 구면 무한 무한 -- --
1 조리개 구면 무한 0.000 -- --
2 제1 렌즈 비구면 -3.800 0.300 535 56
3 비구면 5.218 0.532 -- --
4 제2 렌즈 비구면 1.537 0.692 535 56
5 비구면 -0.991 0.030 -- --
6 제3 렌즈 비구면 4.013 0.220 651 21.5
7 비구면 1.286 0.360 -- --
8 제4 렌즈 비구면 -2.577 0.604 535 56
9 비구면 -0.819 0.084 -- --
10 제5 렌즈 비구면 1.580 0.320 651 21.5
11 비구면 0.744 0.224 -- --
12 적외선 필터 구면 무한 0.110 1.5167 64.2
13 구면 무한 0.413 -- --
14 결상면 구면 -8.780 0.000 -- --
비구면 계수
표면 번호 K A4 A6 A8 A10
2 -7.4447E+01 3.2884E-01 -3.8425E-01 4.5478E-01 -4.3628E-01
3 4.9908E+01 6.6876E-01 -5.5511E-01 4.3472E-02 4.8693E+00
4 -1.5107E-01 2.4580E-02 5.5903E-01 -1.1563E+01 8.0452E+01
5 -6.5937E-01 1.3932E-01 -4.9337E-01 -3.5965E-01 1.0407E-01
6 -4.1097E-01 -5.5651E-01 5.7513E-01 -2.6045E+00 2.6436E+00
7 -1.1597E+00 -6.0887E-01 1.5915E+00 -4.9126E+00 1.1104E+01
8 -3.3094E+01 1.0241E-01 -2.3677E-01 1.1602E+00 -1.5435E+00
9 -1.5409E+00 3.5730E-01 -1.3472E+00 3.5091E+00 -5.4186E+00
10 1.7819E-01 -7.5693E-01 6.7694E-01 -2.0851E+00 6.8070E+00
11 -4.8367E+00 -3.5987E-01 2.6348E-01 -6.4174E-02 -6.0112E-02
A12 A14 A16 A18 A20
2 2.3138E-01 -4.8074E-02 -- -- --
3 -1.3219E+01 1.1520E+01 -- -- --
4 -2.8325E+02 3.6815E+02 -- -- --
5 4.9459E+00 -1.6075E+01 -- -- --
6 6.2285E+00 -1.6770E+01 -- -- --
7 -1.4063E+01 7.4741E+00 -- -- --
8 1.2026E-02 1.6730E+00 -1.1827E+00 -- --
9 5.6665E+00 -3.3436E+00 7.7495E-01 -- --
10 -1.3209E+01 1.5235E+01 -1.0399E+01 3.8951E+00 -6.1744E-01
11 6.2589E-02 -2.3358E-02 3.2524E-03 -- --
fno 2.2 BFL(mm) 0.4131
f(mm) 1.668 FFL(mm) -0.5942
TL(mm) 3.890 IMG DIS(mm) 0.4131
2y(mm) 3.600 OAL(mm) 3.4769
FOV(度) 100 HT(mm) 1.9874
f1(mm) -4.045 ANG(도) 50.0000
f2(mm) 1.239 DIA1(mm) 0.7580
f3(mm) -2.970 THI1(mm) 0.6364
f4(mm) 1.993 DIA2(mm) 1.0271
f5(mm) -2.518 THI2(mm) -1.8466
실시예3:
도 11 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예의 촬상 광학 시스템에서, 물체측으로부터 상측까지 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5), 적외선 필터(L6) 및 곡면 센서(CS)를 포함한다.
제1 렌즈(L1)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S11)이 오목면이며, 상측 면(S12)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제2 렌즈(L2)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S21)이 볼록면이며, 상측 면(S22)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제3 렌즈(L3)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S31)이 볼록면이며, 상측 면(S32)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 제4 렌즈(L4)는 양의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S41)이 오목면이며, 상측 면(S42)이 볼록면이고, 모두 비구면이다. 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가지고, 그의 물체측 면(S51)이 볼록면이며, 상측 면(S52)이 오목면이고, 모두 비구면이다. 적외선 필터(L6)의 물체측 면(S61) 및 상측 면(S62)이 모두 평면이고, 모두 구면이다.
촬상 광학 시스템(10)은 또한 다음의 표의 조건을 만족한다.
표면 번호 표면 명칭 표면 속성 곡률 반경 (mm) 두께(mm) 굴절률 아베수
0 피사체 구면 무한 무한 -- --
1 조리개 구면 무한 0.000 -- --
2 제1 렌즈 비구면 -3.526 0.304 535 56
3 비구면 5.414 0.557 -- --
4 제2 렌즈 비구면 1.517 0.718 5441 56
5 비구면 -0.992 0.030 -- --
6 제3 렌즈 비구면 3.351 0.220 651 21.5
7 비구면 1.190 0.317 -- --
8 제4 렌즈 비구면 -2.987 0.622 5441 56
9 비구면 -0.804 0.067 -- --
10 제5 렌즈 비구면 1.668 0.320 651 21.5
11 비구면 0.714 0.223 -- --
12 필터 구면 무한 0.110 1.5167 64.2
13 구면 무한 0.400 -- --
14 결상면 구면 -10.000 0.000 -- --
비구면 계수
표면 번호 K A4 A6 A8 A10
2 -7.4447E+01 3.0519E-01 -3.0353E-01 2.9605E-01 -2.2748E-01
3 4.9908E+01 6.8199E-01 -7.2883E-01 1.2883E+00 -4.3562E-02
4 -6.0604E-01 7.9957E-03 4.2244E-01 -8.9584E+00 5.8813E+01
5 -5.6902E-01 1.1603E-01 -5.3551E-01 4.8946E-01 -4.0094E+00
6 -8.9253E+00 -5.6714E-01 5.6891E-01 -1.9164E+00 -1.0586E+00
7 -1.1205E+00 -6.2173E-01 1.5248E+00 -4.0217E+00 7.4955E+00
8 -3.3094E+01 1.6045E-01 -5.6841E-01 2.4191E+00 -4.2388E+00
9 -1.4706E+00 3.5301E-01 -1.4289E+00 4.0497E+00 -6.8388E+00
10 3.4791E-01 -8.4788E-01 5.3949E-01 -7.2617E-01 3.4718E+00
11 -4.5671E+00 -4.7795E-01 5.3935E-01 -4.3373E-01 2.4042E-01
표면 번호 A12 A14 A16 A18 A20
2 9.5692E-02 -1.5594E-02 -- -- --
3 -2.9628E+00 3.1829E+00 -- -- --
4 -2.0539E+02 2.6038E+02 -- -- --
5 1.2455E+01 -1.9690E+01 -- -- --
6 1.2562E+01 -1.8856E+01 -- -- --
7 -7.7238E+00 3.4595E+00 -- -- --
8 3.5716E+00 -1.1816E+00 -9.0996E-02 -- --
9 7.7867E+00 -4.9591E+00 1.2541E+00 -- --
10 -8.9264E+00 1.2242E+01 -9.4480E+00 3.8945E+00 -6.6854E-01
11 -8.2554E-02 1.4912E-02 -1.0154E-03 -- --
fno 2.2 BFL(mm) 0.4000
f(mm) 1.623 FFL(mm) -0.5651
TL(mm) 3.890 IMG DIS(mm) 0.4000
2y(mm) 3.600 OAL(mm) 3.4877
FOV(度) 102 HT(mm) 2.1326
f1(mm) -3.928 ANG(도) 52.7342
f2(mm) 1.229 DIA1(mm) 0.7376
f3(mm) -2.930 THI1(mm) 0.6528
f4(mm) 1.836 DIA2(mm) 0.9826
f5(mm) -2.189 THI2(mm) -1.7618
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시형태의 전자 장치(100)는 셸(20) 및 상술한 실시형태의 촬상 광학 시스템(10)을 포함한다. 촬상 광학 시스템(10)은 셸(20)에 장착된다. 본 발명의 실시형태의 전자 장치(100)에서, 촬상 광학 시스템(10)은 상술한 5개의 렌즈 및 곡면 센서(CS)를 합리적으로 설계하고, 동시에 곡면 센서(CS)의 굴절률과 전체 촬상 광학 시스템(10)의 초점 거리를 제한하는 것을 통해 수차를 보정하여 촬상 광학 시스템(10)의 고화소와 높은 광도의 성능을 구현한다.
본 발명의 실시형태의 전자 장치(100)는 스마트폰, 피디에이(Personal Digital Assistant, PDA), 태블릿 컴퓨터, 개인용 컴퓨터(personal computer, PC), 스마트 웨어러블 기기 등과 같은 정보 단말 기기 또는 가메라 기능을 갖는 전자 장치를 포함하지만, 이에 한정되지 않는것을 이해할 수 있다. 도 16의 예시에서, 전자 장치(100)는 스마트폰이다. 도 17의 예시에서, 전자 장치(100)는 노트북 컴퓨터이다. 촬상 광학 시스템(10)은 전자 장치(100)의 배면에 설치될 수 있고, 전자 장치(100)의 정면에 설치될 수도 있다.
본 명세서의 설명에서, 참고 용어 "어떤 실시형태" "일실시형태", "일부 실시형태", "예시적 실시형태", "예시", "구체적인 예시", 또는 "일부 예시" 등 설명은 당해 실시예 또는 예시와 함께 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 모두 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다.
이밖에, 용어 "제1", "제2"는 단순한 기재의 목적으로 이용될 뿐, 상대적 중요성을 명시 또는 암시하거나, 지시된 구성요소의 수량을 내포적으로 표현하고자 하는 의도는 없다. 따라서, "제1", "제2" 등 용어가 한정된 구성요소는 적어도 하나의 당해 구성요소를 명시적 또는 내포적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 기재 중, 명확한 구체적 한정이 별도로 존재하지 않는 한, "복수'의 함의는 적어도 두개이며, 예를 들어 2개, 3개 등일 수 있다.
비록 본 발명의 실시형태를 나타내고 설명하였으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자들은 본 발명의 원리와 취지를 벗어나지 않으면서 이들 실시형태에 대해 다양한 변화, 수식, 교체 및 변형을 진행할 수 있음을 이해할 수 있으며, 본 발명의 범위는 청구항 및 그 균등물에 의해 한정된다.

Claims (10)

  1. 촬상 광학 시스템에 있어서,
    광축을 따라 물체측으로부터 상측까지 순차적으로,
    음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 상기 제1 렌즈의 물체측 면 및 상측 면은 모두 오목면이고;
    양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
    음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 상기 제3 렌즈의 물체측 면은 볼록면이며;
    양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 상기 제4 렌즈의 물체측 면은 오목면이고 상측 면은 볼록면이며;
    음의 굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및
    오목면이 물체측으로 만곡된 곡면 센서; 를 포함하고,
    상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식:
    |f/(Ri-0.5)|<|f/Ri|<|f/(Ri+0.5)|을 만족하고;
    여기서, Ri는 상기 곡면 센서의 굴절률이고, f는 상기 촬상 광학 시스템의 초점 거리인 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식:
    2.0<|f1/f|<3.0을 만족하고;
    여기서, 상기 f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리이고, f는 상기 촬상 광학 시스템의 초점 거리인 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식:
    0.5<|R1/R2|<1.0을 만족하고;
    여기서, R1은 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, R2는 상기 제1 렌즈의 상측 면의 곡률 반경인 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식:
    0<2y/Ri<0.5을 만족하고;
    여기서, 2y는 상기 곡면 센서의 대각선의 사이즈이고, Ri는 상기 곡면 센서의 굴절률인 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 하기의 관계식:
    -0.2<SAG/f<0을 만족하고;
    여기서, SAG는 결상면의 최대 높이의 새그 값이고, f는 상기 촬상 광학 시스템의 초점 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 피사체와 상기 제2 렌즈 사이에 위치한 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 광학 시스템은 상기 제5 렌즈와 상기 곡면 센서 사이에 위치한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 곡면 센서는 전곡면 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 곡면 센서는 에지 벤딩 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 광학 시스템.
  10. 전자 장치에 있어서,
    셸 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 촬상 광학 시스템을 포함하고, 상기 촬상 광학 시스템은 상기 셸에 장착되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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