KR20210077395A - 촬상 광학계 - Google Patents

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KR20210077395A
KR20210077395A KR1020190168991A KR20190168991A KR20210077395A KR 20210077395 A KR20210077395 A KR 20210077395A KR 1020190168991 A KR1020190168991 A KR 1020190168991A KR 20190168991 A KR20190168991 A KR 20190168991A KR 20210077395 A KR20210077395 A KR 20210077395A
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Abstract

본 발명에 따른 촬상 광학계는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상이면서 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상이다.

Description

촬상 광학계{Imaging Lens System}
본 발명은 주변환경의 온도변화에 관계없이 일정한 광학 성능을 구현할 수 있는 촬상 광학계에 관한 것이다.
소형 감시 카메라는 감시영역의 영상정보를 촬상하도록 구성된다. 예를 들어, 소형 감시 카메라는 차량의 전방 및 후방 범퍼 등에 장착되어, 촬영된 영상화면을 운전자에게 제공할 수 있다.
초기의 소형 감시 카메라는 차량과 인접한 부근의 장애물을 촬상하도록 구성되었으므로 비교적 낮은 해상도를 가졌을 뿐만 아니라 -40 ~ 80℃의 온도 변화에 따라 해상도의 변화 폭이 컸다. 그러나 차량의 자율주행 기능이 점차 요구됨에 고해상도를 가지면서 가혹한 온도조건에서도 일정한 광학특성을 구현할 수 있는 감시 카메라의 개발이 요청되고 있다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다.
US 10131278 B2 JP 2018-120124 A JP 2019-060972 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주변온도에 관계없이 일정한 광학특성을 구현할 수 있는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상이면서 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상이다.
본 발명은 고온 또는 저온 환경에서도 일정한 광학특성을 구현할 수 있는 촬상 광학계를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 MTF 곡선이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
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.
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.
본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제7렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TTL(제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지 거리), IMG HT(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 ㎜이다.
렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TTL은 렌즈의 광축에서의 거리이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 부분(paraxial region)이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 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.
본 발명의 한 양태에 따른 촬상 광학계는 복수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함할 수 있다.
제1렌즈는 굴절력을 가진다. 제1렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제1렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다. 제1렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 아베수는 45 이상일 수 있다.
제2렌즈는 굴절력을 가진다. 제2렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제2렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다. 제2렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 아베수는 40 이상일 수 있다.
제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 제3렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제3렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.65 미만일 수 있다. 제3렌즈는 제1렌즈 내지 제7렌즈 중 가장 큰 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈의 아베수는 60 이상일 수 있다.
제4렌즈는 굴절력을 가진다. 제4렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제4렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다. 제4렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 아베수는 30 미만일 수 있다.
제5렌즈는 굴절력을 가진다. 제5렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제5렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다. 제5렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 아베수는 40 이상일 수 있다.
제6렌즈는 굴절력을 가진다. 제6렌즈는 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈는 구면을 포함한다. 예를 들어, 제6렌즈는 양면이 모두 구면일 수 있다. 제6렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제6렌즈는 제1렌즈 내지 제7렌즈 중 가장 큰 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 굴절률은 1.8 이상일 수 있다. 제6렌즈는 제1렌즈 내지 제7렌즈 중 가장 작은 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 아베수는 20 미만일 수 있다.
촬상 광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상이면서 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상일 수 있다.
촬상 광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 제4렌즈 중 2매 이상은 부의 굴절력을 가질 수 있다. 일 예로, 제1렌즈 및 제2렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 다른 예로, 제1렌즈 내지 제3렌즈는 모두 부의 굴절력을 가질 수 이다.
촬상 광학계를 조리개를 더 포함할 수 있다. 조리개는 제4렌즈와 제5렌즈 사이에 배치되며, 상면으로 입사되는 광량을 조정할 수 있다. 조리개의 물체 측에 배치되는 렌즈 중 하나 이상은 상당 크기의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 조리개의 물체 측에 배치되는 제1렌즈 내지 제4렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.7 이상일 수 있다. 조리개의 상 측에 배치되는 렌즈 중 하나 이상은 상당 크기의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 조리개의 상 측에 배치되는 제5렌즈 내지 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상일 수 있다.
촬상 광학계는 제6렌즈의 상 측에 배치되는 제7렌즈를 더 포함할 수 있다.
제7렌즈는 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다. 제7렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제7렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제7렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현될 수 있다. 제7렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈는 유리 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 제7렌즈는 소정의 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제7렌즈의 굴절률은 1.5 이상일 수 있다. 제7렌즈는 소정의 아베수를 갖는다. 예를 들어, 제7렌즈의 아베수는 30 이상일 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 c는 해당 렌즈의 곡률 반지름의 역수이고, k는 코닉 상수이고, r은 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, A, B, C, D는 비구면 상수이고, Z(또는 SAG)는 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 광축 방향으로의 높이이다.
본 발명의 다른 양태에 따른 촬상 광학계는 복수의 초점 보정 렌즈를 포함한다. 초점 보정 렌즈는 상당 크기의 굴절률과 상당한 크기의 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)을 가질 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 굴절률이 1.8 이상이고 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상인 제1초점 보정 렌즈, 및 굴절률이 1.7 이상이고 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 0 미만인 제2초점 보정 렌즈를 포함할 수 있다.
제1초점 보정 렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제1초점 보정 렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다. 제2초점 보정 렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2초점 보정 렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.
본 양태에 따른 촬상 광학계는 조리개를 포함한다. 조리개는 제1초점 보정 렌즈와 제2초점 보정 렌즈 사이에 배치된다. 촬상 광학계는 다른 렌즈를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 제2초점 보정 렌즈와 상면 사이에 배치되는 후방 렌즈를 더 포함할 수 있다. 후방 렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 물체측면이 볼록한 형상일 수 있다.
촬상 광학계는 필터, 이미지 센서를 포함한다. 필터는 최 후방에 배치되는 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다. 필터는 제1필터와 제2필터로 구성될 수 있다. 제1필터는 일부 파장의 빛을 차단하도록 구성되고, 제2필터는 이물질의 침투를 차단하도록 구성될 수 있다. 이미지 센서는 광신호를 전기신호로 변환하도록 구성된다. 이미지 센서는 CCD 형태일 수 있다. 이미지 센서는 피사체의 상이 맺히기 위한 상면을 형성한다.
촬상 광학계를 아래 조건식 중 하나 이상을 만족할 수 있다.
DnDTL4 < 0 [10-6/℃]
3 ≤ DnDTL6 [10-6/℃]
상기 조건식에서 DnDTL4는 제4렌즈의 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient)이고, DnDTL6은 제6렌즈의 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient)이다.
다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150), 제6렌즈(160), 제7렌즈(170)를 포함한다.
제1렌즈(110)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(160)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제7렌즈(170)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다.
촬상 광학계(100)는 한 쌍의 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈(150)의 상 측면은 제6렌즈(160)의 물체 측면과 접촉할 수 있다.
촬상 광학계(100)는 필터(180), 이미지 센서(190), 조리개(ST)를 포함한다. 필터(180)는 제7렌즈(170)와 이미지 센서(190) 사이에 배치된다. 조리개(ST)는 제4렌즈(140)와 제5렌즈(150) 사이에 배치된다.
도 2 및 도 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차특성과 MTF 특성을 나타낸 것이다. 본 실시 예에 따른 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상온(20도) 내지 고온(85도) 구간 및 상온 내지 저온(-40도) 구간에서 대체로 일정한 광학 특성을 발휘하였다.
표 1 및 표 2는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 값을 나타낸다.
면번호 비고 곡률반경 두께/거리 유효반경 굴절률 아베수 DnDt
S1 제1렌즈 16.530 1.650 9.880 1.773 50.0
S2 5.813 3.078 5.340
S3 제2렌즈 18.500 1.079 4.910 1.744 45.0
S4 3.233 3.928 2.950
S5 제3렌즈 -5.496 2.700 2.580 1.593 69.0
S6 -8.819 0.348 2.680
S7 제4렌즈 6.653 2.700 2.510 1.808 23.0 -4.80
S8 -19.000 0.644 1.980
S9 조리개 infinity 0.000 1.520
S10 제5렌즈 6.319 1.617 1.600 1.744 45.0
S11 -3.952 0.000 1.630
S12 제6렌즈 -3.952 0.700 1.630 1.986 16.0 5.50
S13 10.239 1.226 1.780
S14 제7렌즈 5.267 1.828 2.530 1.583 59.0
S15 -11.497 0.209 2.680
S16 필터 infinity 0.800 2.700 1.517 64.0
S17 infinity 2.000 2.740
S18 상면 infinity 0.876 3.010
면번호 K A B C
S14 -0.690747 -0.00194790 0.00025400 -0.00003130
S15 -66.635719 -0.00208870 0.00069220 -0.00005230
도 4를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250), 제6렌즈(260), 제7렌즈(270)를 포함한다.
제1렌즈(210)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(260)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제7렌즈(270)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다.
촬상 광학계(200)는 한 쌍의 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈(250)의 상 측면은 제6렌즈(260)의 물체 측면과 접촉할 수 있다.
촬상 광학계(200)는 필터(280), 이미지 센서(290), 조리개(ST)를 포함한다. 필터(280)는 제7렌즈(270)와 이미지 센서(290) 사이에 배치된다. 필터(280)는 특정 파장의 빛을 차단하도록 구성될 수 있다. 조리개(ST)는 제4렌즈(240)와 제5렌즈(250) 사이에 배치된다.
표 3 및 표 4는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 값을 나타낸다.
면번호 비고 곡률반경 두께거리 유효반경 굴절률 아베수 DnDt
S1 제1렌즈 18.509 0.901 7.240 1.773 49.6
S2 4.710 2.579 4.250
S3 제2렌즈 21.005 0.750 3.950 1.744 44.9
S4 3.483 2.901 2.850
S5 제3렌즈 -5.561 2.137 2.740 1.487 70.4
S6 -8.948 0.200 2.940
S7 제4렌즈 6.861 2.700 2.890 1.808 22.8 -4.80
S8 -40.197 1.920 2.430
S9 조리개 infinity 0.100 1.410
S10 제5렌즈 5.956 1.727 1.550 1.744 44.9
S11 -3.807 0.000 1.660
S12 제6렌즈 -3.807 0.700 1.660 1.986 16.5 5.50
S13 62.535 1.743 1.820
S14 제7렌즈 6.301 1.497 2.560 1.751 32.8
S15 -176.789 0.209 2.610
S16 필터 infinity 0.800 2.650 1.517 64.2
S17 infinity 2.737 2.650
S18 상면 infinity 0.000 2.650
면번호 K A B C D
S14 -8.804000 0.00193800 -0.00018070 0.00000149 0.00000000
S15 -99.000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000
도 5를 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330), 제4렌즈(340), 제5렌즈(350), 제6렌즈(360), 제7렌즈(370)를 포함한다.
제1렌즈(310)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제6렌즈(360)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제7렌즈(370)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다.
촬상 광학계(300)는 한 쌍의 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈(350)의 상 측면은 제6렌즈(360)의 물체 측면과 접촉할 수 있다.
촬상 광학계(300)는 필터(380), 이미지 센서(390), 조리개(ST)를 포함한다. 필터(380)는 제7렌즈(370)와 이미지 센서(390) 사이에 배치된다. 필터(380)는 복수로 구성된다. 제1필터(382)는 특정 파장의 빛을 차단하도록 구성될 수 있고, 제2필터(384)는 이물질로 인한 이미지 센서(390)의 오염을 방지하도록 구성될 수 있다. 조리개(ST)는 제4렌즈(340)와 제5렌즈(350) 사이에 배치된다.
표 5 및 표 6은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 값을 나타낸다.
면번호 비고 곡률반경 두께/거리 유효반경 굴절률 아베수 DnDt
S1 제1렌즈 16.530 1.650 9.850 1.773 50.0
S2 5.812 3.116 5.350
S3 제2렌즈 19.600 1.057 4.890 1.744 45.0
S4 3.274 4.051 2.970
S5 제3렌즈 -5.482 2.700 2.560 1.593 69.0
S6 -8.819 0.204 2.660
S7 제4렌즈 6.653 2.700 2.510 1.808 23.0 -4.80
S8 -19.000 0.607 1.980
S9 조리개 infinity 0.000 1.530
S10 제5렌즈 6.319 1.617 1.630 1.744 45.0
S11 -3.952 0.000 1.670
S12 제6렌즈 -3.952 0.700 1.670 1.986 16.0 5.50
S13 10.239 1.251 1.800
S14 제7렌즈 5.267 1.828 2.580 1.583 59.0
S15 -11.497 -0.087 2.700
S16 제1필터 infinity 0.400 2.710 1.517 64.0
S17 infinity 1.500 2.740
S18 제2필터 infinity 0.400 2.910 1.517 64.0
S19 infinity 1.290 2.940
S20 상면 infinity 0.005 3.110
면번호 K A B C
S14 -0.690747 -0.0019479 0.000254 -0.0000313
S15 -66.635719 -0.0020887 0.0006922 -0.0000523
도 6을 참조하여 제4실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
촬상 광학계(400)는 제1초점 보정 렌즈(440)와 제2초점 보정 렌즈(460)를 포함한다. 제1초점 보정 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가진다. 제1초점 보정 렌즈(440)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2초점 보정 렌즈(460)는 부의 굴절력을 가진다. 제2초점 보정 렌즈(460)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다.
촬상 광학계(400)는 굴절력을 갖는 렌즈를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계(400)는 제2초점 보정 렌즈(460)과 상면(490) 사이에 배치되는 후방 렌즈(470)를 포함할 수 있다. 후방 렌즈(470)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상일 수 있다.
촬상 광학계(400)는 굴절력을 갖는 렌즈를 추가로 포함할 수 있다. 일 예로, 촬상 광학계(400)는 제1초점 보정 렌즈(440)의 물체 측에 배치되는 렌즈(410, 420, 430)를 더 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1초점 보정 렌즈(440)와 제2초점 보정 렌즈(460) 사이에 배치되는 렌즈(450)를 더 포함할 수 있다. 각각의 렌즈(410, 420, 430, 450)는 소정의 굴절력 및 소정의 형상을 가질 수 있다. 그러나 이들 렌즈(410, 420, 430, 450)의 구성이 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 제1초점 보정 렌즈(440)의 전방에 배치되는 렌즈(410, 420, 430) 및 제1초점 보정 렌즈(440)와 제2초점 보정 렌즈(460) 사이에 배치되는 렌즈(450) 중 일부는 생략될 수 있다.
촬상 광학계(400)는 조리개(ST)를 포함한다. 조리개(ST)는 제1초점 보정 렌즈(440)와 제2초점 보정 렌즈(460) 사이에 배치된다.
본 발명에 따른 촬상 광학계는 대체로 다음과 같은 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계의 전체 길이(TTL)는 20 ~ 30 mm의 범위이고, 전체 초점거리(f)는 3.0 ~ 5.0 mm의 범위이고, 제1렌즈의 초점거리(f1)는 -15 ~ -7.0 mm 범위이고, 제2렌즈의 초점거리(f2)는 -8.0 ~ -4.0 mm 이하의 범위이고, 제3렌즈의 초점거리(f3)는 -50 ~ -30 mm 범위이고, 제4렌즈의 초점거리(f4)는 5.0 ~ 9.0 mm 범위이고, 제5렌즈의 초점거리(f5)는 2.5 ~ 5.0 mm의 범위이고, 제6렌즈의 초점거리(f6)는 -5.0 ~ -2.0 mm 범위이고, 제7렌즈의 초점거리(f7)는 5.0 ~ 10 mm 범위이다.
표 7은 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 광학 특성을 나타낸 것이다.
비고 제1실시예 제2실시예 제3실시예
TTL 25.3850 23.6010 24.9892
f1 -12.4413 -8.4177 -12.4379
f2 -5.4293 -5.7164 -5.4330
f3 -35.2702 -38.0244 -34.9691
f4 6.3988 7.4434 6.3988
f5 3.5033 3.3764 3.5033
f6 -2.8224 -3.6201 -2.8224
f7 6.4537 8.1351 6.4537
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. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
100 촬상 광학계
110 제1렌즈
120 제2렌즈
130 제3렌즈
140 제4렌즈
150 제5렌즈
160 제6렌즈
170 제7렌즈
180, 182, 184 필터
190 (이미지 센서의) 상면

Claims (16)

  1. 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함하고,
    상기 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상이면서 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상인 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제6렌즈와 상기 상면 사이에 배치되는 제7렌즈를 포함하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4렌즈와 상기 제5렌즈 사이에 배치되는 조리개를 포함하는 촬상 광학계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조리개의 물체 측에 배치되는 상기 제1렌즈 내지 상기 제4렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.7 이상인 촬상 광학계.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 조리개의 상 측에 배치되는 상기 제5렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.8 이상인 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제6렌즈는 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상인 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈 중 하나 이상은 굴절률이 1.7 이상이면서 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 0 미만인 촬상 광학계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 0 미만인 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈 내지 상기 제4렌즈 중 2매 이상은 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  10. 굴절률이 1.8 이상이고 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 3 이상인 제1초점 보정 렌즈; 및
    굴절률이 1.7 이상이고 온도에 따른 굴절률 변화율(refractive index temperature coefficient: 10-6/℃)이 0 미만인 제2초점 보정 렌즈;
    를 포함하고,
    상기 제2초점 보정 렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1초점 보정 렌즈와 상기 제2초점 보정 렌즈 사이에 배치되는 조리개를 포함하는 촬상 광학계.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1초점 보정 렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1초점 보정 렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2초점 보정 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2초점 보정 렌즈와 상면 사이에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 후방 렌즈를 포함하는 촬상 광학계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 후방 렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
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