KR20210098423A - Optical Imaging System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 6매 렌즈로 구성된 망원용 촬상 광학계에 관한 것이다. The present invention relates to a telephoto imaging optical system comprising a six-element lens.
원거리 촬영이 가능한 망원용 광학계는 상당한 크기를 갖는다. 예를 들어, 망원용 광학계는 광학계 전체 길이(TL)에 대한 전체 초점거리(f)의 비(TL/f)가 1 이상이다. 때문에, 망원용 광학계는 휴대 단말기 등과 같은 소형 전자제품에는 탑재하기 어렵다.A telephoto optical system capable of long-distance photography has a considerable size. For example, in the telephoto optical system, the ratio (TL/f) of the total focal length f to the overall optical system length TL is 1 or more. Therefore, it is difficult to mount the telephoto optical system in a small electronic product such as a portable terminal.
본 발명은 원거리 촬영이 가능하면서도 소형 단말기에 탑재될 수 있는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an optical imaging system that can be mounted on a small terminal while allowing long-distance imaging.
상기 목적을 달성하기 위한 촬상 광학계는 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 굴절력을 갖는 제4렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제5렌즈; 및 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 볼록한 형상인 제6렌즈;를 포함한다.An imaging optical system for achieving the above object includes a first lens having a positive refractive power; a second lens having a negative refractive power; a third lens having a negative refractive power; a fourth lens having refractive power; a fifth lens having a negative refractive power; and a sixth lens having a positive refractive power and having a convex image side.
본 발명은 원거리 촬영이 가능하면서도 소형 단말기에 팁재될 수 있는 촬상 광학계를 구현할 수 있다.The present invention can implement an imaging optical system that can be tipped in a small terminal while allowing long-distance shooting.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 5는 도 4에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 9는 도 7에 도시된 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸 표
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 탑재된 휴대 단말기의 배면도
도 11은 도 10에 도시된 휴대 단말기의 단면도1 is a block diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 1; FIG.
4 is a block diagram of an imaging optical system according to a second embodiment of the present invention;
5 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 5; FIG.
7 is a configuration diagram of an imaging optical system according to a third embodiment of the present invention;
8 is a graph showing an aberration curve of the imaging optical system shown in FIG.
9 is a table showing the aspherical characteristics of the imaging optical system shown in FIG. 7;
10 is a rear view of a portable terminal equipped with an optical imaging system according to an embodiment of the present invention;
11 is a cross-sectional view of the mobile terminal shown in FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on 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 describing the present invention below, terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and thus should not be construed as 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, that a component is 'connected' with another component includes not only the case where these components are 'directly connected', but also the case where the component is 'indirectly connected' with another component therebetween. means that In addition, 'including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TL, IMG HT(상면의 대각길이의 1/2), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TL은 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 means a lens closest to the object (or subject), and the sixth lens means a lens closest to the image surface (or image sensor). In this specification, the units of the radius of curvature of the lens, thickness, TL, IMG HT (1/2 of the diagonal length of the image plane), and focal length are all in mm. In addition, the thickness of the lens, the distance between the lenses, TL are the distance 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 corresponding surface is convex, and the concave shape means that the optical axis portion of the corresponding surface is concave. Therefore, even if it is described that one surface of the lens has a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Similarly, although one surface of the lens is described as being concave, the edge portion of the lens may be convex.
촬상 광학계는 6매의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함할 수 있다.The imaging optical system includes six lenses. For example, the optical imaging system may include a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens, and a sixth lens sequentially arranged from the object side.
제1렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈는 적어도 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다.The first lens has refractive power. For example, the first lens has positive refractive power. At least one surface of the first lens is convex. For example, the first lens has a convex shape on the side of the object.
제1렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 플라스틱 재질로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제1렌즈는 낮은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.The first lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the first lens may be aspherical. The first lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the first lens may be made of a plastic material. However, the material of the first lens is not limited to a plastic material. For example, the first lens may be made of a glass material. The first lens has a low refractive index. For example, the refractive index of the first lens may be less than 1.6.
제2렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈는 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다. The second lens has refractive power. For example, the second lens has a negative refractive power. The second lens has a convex surface. For example, the second lens may have a convex shape on the side of the object.
제2렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 물체 측면이 비구면일 수 있다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2렌즈는 유리 재질로 제작될 수도 있다. 제2렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The second lens includes an aspherical surface. For example, the second lens may have an aspherical side surface of the object. The second lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the second lens may be made of a plastic material. However, the material of the second lens is not limited to plastic. For example, the second lens may be made of a glass material. The second lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the second lens may be 1.6 or more.
제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈는 적어도 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 물체 측면이 오목한 형상일 수 있다.The third lens has refractive power. For example, the third lens may have a negative refractive power. At least one surface of the third lens is concave. For example, the third lens may have a concave shape on the side of the object.
제3렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제3렌즈는 상 측면이 비구면일 수 있다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제3렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제3렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The third lens includes an aspherical surface. For example, the image side of the third lens may be an aspherical surface. The third lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the third lens may be made of a plastic material. However, the material of the third lens is not limited to plastic. For example, the third lens may be made of a glass material. The third lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the third lens may be 1.6 or more.
제4렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈는 적어도 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.The fourth lens has refractive power. For example, the fourth lens has positive or negative refractive power. At least one surface of the fourth lens is convex. For example, the fourth lens may have a convex shape on the side of the object.
제4렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제4렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The fourth lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the fourth lens may be aspherical. The fourth lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the fourth lens may be made of a plastic material. However, the material of the fourth lens is not limited to plastic. For example, the fourth lens may be made of a glass material. The fourth lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the fourth lens may be 1.6 or more.
제5렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 제5렌즈는 적어도 일면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다.The fifth lens has refractive power. For example, the fifth lens has negative refractive power. At least one surface of the fifth lens is concave. For example, the fifth lens may have a shape in which both surfaces are concave.
제5렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제5렌즈는 제1렌즈와 대체로 동일한 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제5렌즈의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.The fifth lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the fifth lens may be aspherical. The fifth lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the fifth lens may be made of a plastic material. However, the material of the fifth lens is not limited to plastic. For example, the fifth lens may be made of a glass material. The fifth lens has substantially the same refractive index as the first lens. For example, the refractive index of the fifth lens may be less than 1.6.
제6렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제6렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 제6렌즈는 적어도 일면이 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 상 측면이 볼록한 형상일 수 있다. 제6렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈의 양면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다.The sixth lens has refractive power. For example, the sixth lens has positive refractive power. At least one surface of the sixth lens may be convex. For example, the sixth lens may have a convex image side. The sixth lens may have a shape having an inflection point. For example, one or more inflection points may be formed on both surfaces of the sixth lens.
제6렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제6렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제6렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제6렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제6렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제6렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 제6렌즈는 제1렌즈보다 높은 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 제6렌즈의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.The sixth lens includes an aspherical surface. For example, both surfaces of the sixth lens may be aspherical. The sixth lens may be made of a material having high light transmittance and excellent workability. For example, the sixth lens may be made of a plastic material. However, the material of the sixth lens is not limited to plastic. For example, the sixth lens may be made of a glass material. The sixth lens has a higher refractive index than the first lens. For example, the refractive index of the sixth lens may be 1.6 or more.
제1렌즈 내지 제6렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현될 수 있다.The aspherical surfaces of the first to sixth lenses may be expressed by Equation (1).
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
촬상 광학계는 필터, 이미지 센서, 조리개를 더 포함한다.The imaging optical system further includes a filter, an image sensor, and an iris.
필터는 제6렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다. 필터는 선명한 화상이 구현될 수 있도록 일부 파장의 빛을 차단할 수 있다. 예를 들어, 필터는 적외선 파장의 빛을 차단할 수 있다. 필터는 소정의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 필터는 1.53 이하의 굴절률을 가질 수 있다. 아울러, 필터는 소정의 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 필터는 40 이하의 아베수를 가질 수 있다.The filter is disposed between the sixth lens and the image sensor. The filter may block some wavelengths of light so that a clear image can be realized. For example, the filter may block light of infrared wavelengths. The filter may have a predetermined refractive index. For example, the filter may have a refractive index of 1.53 or less. In addition, the filter may have a predetermined Abbe number. For example, the filter may have an Abbe number of 40 or less.
이미지 센서는 상면을 형성한다. 예를 들어, 이미지 센서의 표면은 상면을 형성할 수 있다.The image sensor forms an upper surface. For example, the surface of the image sensor may form an upper surface.
조리개는 렌즈로 입사되는 광량을 조정하도록 배치된다. 예를 들어, 조리개는 제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치될 수 있다.The diaphragm is arranged to adjust the amount of light incident on the lens. For example, the diaphragm may be disposed between the third lens and the fourth lens.
촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.The imaging optical system may satisfy the following conditional expressions.
[조건식 1] 0.7 < TL/f < 1.0[Conditional Expression 1] 0.7 < TL/f < 1.0
[조건식 2] 0.15 < R1/f < 0.32[Conditional Expression 2] 0.15 < R1/f < 0.32
[조건식 3] -3.5 < f/f2 < -0.5[Conditional Expression 3] -3.5 < f/f2 < -0.5
[조건식 4] 0.1 < d45/TL < 0.7[Conditional Expression 4] 0.1 < d45/TL < 0.7
[조건식 5] 1.6 < Nd6 < 1.75[Conditional Expression 5] 1.6 < Nd6 < 1.75
[조건식 6] 0.3 < tanθ < 0.5[Conditional Expression 6] 0.3 < tanθ < 0.5
[조건식 7] 2.0 < f/EPD < 2.7[Conditional Expression 7] 2.0 < f/EPD < 2.7
상기 조건식에서 TL은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f2은 제2렌즈의 초점거리이고, R1은 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, d45는 제4렌즈의 상 측면으로부터 제5렌즈의 물체 측면까지의 거리이고, Nd6은 제6렌즈의 굴절률이고, θ는 촬상 광학계의 반화각이고, EPD는 입사동의 지름이다.In the above conditional expression, TL is the distance from the object side of the first lens to the image plane, f is the overall focal length of the imaging optical system, f2 is the focal length of the second lens, R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens, , d45 is the distance from the image side of the fourth lens to the object side of the fifth lens, Nd6 is the refractive index of the sixth lens, θ is the half angle of view of the imaging optical system, and EPD is the diameter of the entrance pupil.
조건식 1은 촬상 광학계의 소형화를 위한 조건이다. 예를 들어, 조건식 1의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 소형화가 어려워 휴대용 단말기에 탑재가 어렵고, 조건식 1의 하한값을 벗어나는 촬상 광학계는 제작이 어렵다.
조건식 2는 망원용 광학계를 구성하기 위한 제1렌즈의 제작조건이다. 예를 들어, 조건식 2의 상한값을 벗어나는 제1렌즈는 종구면수차를 증가시키고 촬상 광학계의 초점거리를 짧아지게 하고, 조건식 2의 하한값을 벗어나는 제1렌즈는 촬상 광학계의 초점거리를 증가시키나 제작이 어렵다. 아울러, 조건식 2의 하한값을 벗어나는 제1렌즈는 렌즈 가장자리 부분의 두께가 얇아져 제작이 어렵다.Conditional Expression 2 is a manufacturing condition of the first lens for constituting the telephoto optical system. For example, the first lens deviating from the upper limit of Conditional Expression 2 increases longitudinal spherical aberration and shortens the focal length of the imaging optical system. It is difficult. In addition, it is difficult to manufacture the first lens that is out of the lower limit of Conditional Expression 2 because the thickness of the edge of the lens becomes thin.
조건식 3은 고해상도의 촬상 광학계를 구현하기 위한 제2렌즈의 설계조건이다. 예를 들어, 조건식 3의 수치범위를 벗어나는 제2렌즈는 촬상 광학계의 비점수차를 증가시켜 화상의 열화를 야기할 수 있다.
조건식 4는 망원용 광학계를 구성하기 위한 설계조건이다. 예를 들어, 조건식 4의 하한값을 벗어나는 촬상 광학계는 초점거리가 짧아 망원용으로 이용이 어렵고, 조건식 4의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 광학계의 전체 길이(TL)가 커져 소형화가 어렵다.Condition 4 is a design condition for configuring the telephoto optical system. For example, an imaging optical system that exceeds the lower limit of Conditional Expression 4 is difficult to use for telephoto because the focal length is short, and an imaging optical system that exceeds the upper limit of Conditional Expression 4 has a large overall length (TL) of the optical system, making it difficult to downsize.
조건식 5는 고해상도의 촬상 광학계를 위한 제5렌즈의 설계조건이다. 예를 들어, 조건식 5의 수치범위를 만족하는 제5렌즈는 26 이하의 낮은 아베수를 가지므로, 비점수차, 종색수차, 배율수차의 보정에 유리하다.
조건식 6은 망원용 촬상 광학계를 구성하기 위한 화각의 범위이고, 조건식 7은 고해상도의 촬상 광학계를 위한 F No.의 수치범위이다.
촬상 광학계는 렌즈의 굴절력(초점거리의 역수의 절대값)이 소정의 순서로 배치될 수 있다. 일 예로, 홀수 번째 렌즈의 굴절력은 상 측에 배치된 짝수 번째 렌즈의 굴절력보다 클 수 있다. 즉, 제1렌즈의 굴절력은 제2렌즈의 굴절력보다 크고, 제3렌즈의 굴절력은 제4렌즈의 굴절력보다 크고, 제5렌즈의 굴절력은 제6렌즈의 굴절력보다 클 수 있다.In the imaging optical system, the refractive power (absolute value of the reciprocal of the focal length) of the lens may be arranged in a predetermined order. For example, the refractive power of the odd-numbered lens may be greater than the refractive power of the even-numbered lens disposed on the image side. That is, the refractive power of the first lens may be greater than that of the second lens, the refractive power of the third lens may be greater than that of the fourth lens, and the refractive power of the fifth lens may be greater than that of the sixth lens.
촬상 광학계는 굴절력이 가장 큰 렌즈가 물체 측에 가깝게 배치되고, 굴절력이 작은 렌즈가 상 측에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계에서 제1렌즈는 가장 큰 굴절력을 가지며, 제4렌즈 또는 제6렌즈는 가장 작은 굴절력을 가질 수 있다.In the imaging optical system, a lens having the greatest refractive power may be disposed close to the object side, and a lens having a low refractive power may be disposed close to the image side. For example, in the optical imaging system, the first lens may have the largest refractive power, and the fourth or sixth lens may have the smallest refractive power.
촬상 광학계에서 제1렌즈는 가장 볼록한 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈의 물체 측면은 가장 볼록한 형상일 수 있다. 촬상 광학계에서 제2렌즈는 가장 오목한 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈의 상 측면은 가장 오목한 형상일 수 있다. 촬상 광학계에서 제4렌즈는 대체로 평평한 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈의 상 측면은 평면에 가까운 형상일 수 있다.In the optical imaging system, the first lens may have the most convex surface. For example, the object side surface of the first lens may have the most convex shape. In the imaging optical system, the second lens may have the most concave surface. For example, the image side of the second lens may have the most concave shape. In the optical imaging system, the fourth lens may have a generally flat surface. For example, the image side of the fourth lens may have a shape close to a plane.
촬상 광학계에서 이웃한 3매 이상의 렌즈는 대체로 유사한 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈 내지 제4렌즈는 대체로 동일 또는 유사한 굴절률을 가질 수 있다. 제2렌즈 내지 제4렌즈의 굴절률은 1.63 ~ 1.68 범위에서 선택될 수 있다.In the imaging optical system, three or more adjacent lenses may have substantially similar refractive indices. For example, the second to fourth lenses may have substantially the same or similar refractive index. The refractive indices of the second to fourth lenses may be selected in the range of 1.63 to 1.68.
촬상 광학계를 구성하는 렌즈들의 초점거리는 소정의 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈의 초점거리는 2.4 ~ 3.1 ㎜범위에서 선택될 수 있고, 제2렌즈의 초점거리는 -8.5 ~ -5.8 ㎜범위에서 선택될 수 있고, 제3렌즈의 초점거리는 -11.5 ~ -3.8 ㎜범위에서 선택될 수 있고, 제5렌즈의 초점거리는 -4.7 ~ -3.7 ㎜범위에서 선택될 수 있고, 제6렌즈의 초점거리는 9.0 ~ 13.5 ㎜범위에서 선택될 수 있다.The focal lengths of the lenses constituting the imaging optical system may be selected within a predetermined range. For example, the focal length of the first lens may be selected in the range of 2.4 ~ 3.1 mm, the focal length of the second lens may be selected in the range of -8.5 ~ -5.8 mm, and the focal length of the third lens is -11.5 ~ - It can be selected in the range of 3.8 mm, the focal length of the fifth lens can be selected in the range of -4.7 to -3.7 mm, the focal length of the sixth lens can be selected in the range of 9.0 to 13.5 mm.
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, an imaging optical system according to a first embodiment will be described with reference to FIG. 1 .
촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150), 제6렌즈(160)로 구성되는 광학계를 포함한다. The imaging
제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 아울러, 제5렌즈(150)는 양면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제6렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(160)는 물체 측면 또는 상 측면에 변곡점이 형성되는 형상이다.The
상기 렌즈들 중 제1렌즈(110)는 가장 큰 굴절력을 가지며, 제6렌즈(160)는 가장 작은 굴절력을 갖는다.Among the lenses, the
촬상 광학계(100)는 필터(170), 이미지 센서(180), 조리개(ST)를 더 포함한다. 필터(170)는 제6렌즈(160)와 이미지 센서(180) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(130)와 제4렌즈(140) 사이에 배치된다.The
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 도 3은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸다. 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 렌즈 특성은 표 1과 같다.The imaging optical system configured as above exhibits aberration characteristics as shown in FIG. 2 . 3 shows the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment. Table 1 shows the lens characteristics of the imaging
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 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 제5렌즈(250), 제6렌즈(260)로 구성되는 광학계를 포함한다. The imaging
제1렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제4렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 제5렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 또한, 제5렌즈(250)는 양면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제6렌즈(260)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(260)는 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.The
상기 렌즈들 중 제1렌즈(210)는 가장 큰 굴절력을 가지며, 제6렌즈(260)는 가장 작은 굴절력을 갖는다.Among the lenses, the
촬상 광학계(200)는 필터(270), 이미지 센서(280), 조리개(ST)를 포함한다. 필터(270)는 제6렌즈(260)와 이미지 센서(280) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(230)와 제4렌즈(240) 사이에 배치된다.The
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 5에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 도 6은 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸다. 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 렌즈 특성은 표 2와 같다.The imaging optical system configured as above exhibits aberration characteristics as shown in FIG. 5 . 6 shows the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment. Table 2 shows the lens characteristics of the imaging
도 7을 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.An imaging optical system according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 7 .
촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330), 제4렌즈(340), 제5렌즈(350), 제6렌즈(360)로 구성되는 광학계를 포함한다. The imaging
본 실시 예에서, 제1렌즈(310)는 정의 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 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 또한, 제5렌즈(350)는 양면에 변곡점이 형성되는 형상이다. 제6렌즈(360)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 아울러, 제6렌즈(360)는 적어도 일면에 변곡점이 형성되는 형상이다.In this embodiment, the
촬상 광학계(300)는 필터(370), 이미지 센서(380), 조리개(ST)를 포함한다. 필터(370)는 제6렌즈(360)와 이미지 센서(380) 사이에 배치되고, 조리개(ST)는 제3렌즈(330)와 제4렌즈(340) 사이에 배치된다.The
상기 렌즈들 중 제1렌즈(310)는 가장 큰 굴절력을 가지며, 제4렌즈(340)는 가장 작은 굴절력을 갖는다.Among the lenses, the
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 8에 도시된 바와 같은 수차 특성을 나타낸다. 도 9는 본 실시 예에 따른 촬상 광학계의 비구면 특성을 나타낸다. 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)의 렌즈 특성은 표 3과 같다.The imaging optical system configured as above exhibits aberration characteristics as shown in FIG. 8 . 9 shows the aspherical characteristics of the imaging optical system according to the present embodiment. Table 3 shows the lens characteristics of the imaging
표 4는 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 조건식 값을 나타낸다.Table 4 shows the conditional expression values of the imaging optical systems according to the first to third embodiments.
다음에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계가 탑재된 휴대 단말기를 설명한다.Next, a portable terminal equipped with an optical imaging system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11 .
휴대 단말기(10)는 복수의 카메라 모듈(20, 30)을 포함한다. 제1카메라 모듈(20)은 근거리의 피사체를 촬영하도록 구성된 제1촬상 광학계(101)를 포함하고, 제2카메라 모듈(30)은 원거리의 피사체를 촬영하도록 구성된 제2촬상 광학계(100, 200, 300)를 포함한다.The
제1촬상 광학계(101)는 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1촬상 광학계(101)는 근거리에 위치한 물체들을 일체로 촬영할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)는 50도 이상의 넓은 화각을 가질 수 있으며, TL/f 비가 1.0 이상일 수 있다.The first imaging
제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 다수의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 6매 렌즈로 구성될 수 있다. 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 전술된 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계 중 어느 하나일 수 있다. 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 원거리에 위치한 물체를 촬영할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 40도 이하의 화각을 가질 수 있으며, L/f 비가 1.0 미만일 수 있다.The second imaging
제1촬상 광학계(101) 및 제2촬상 광학계(100, 200, 300)는 대체로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)는 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)와 대체로 동일할 수 있다. 또는, 제1촬상 광학계(101)의 전체 길이(L1)에 대한 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)의 비(L1/L2)는 0.8 ~ 1.0 일 수 있다. 또는, 제2촬상 광학계(100, 200, 300)의 전체 길이(L2)에 대한 휴대 단말기(10)의 두께(h)의 비(L2/h)는 0.8 이하일 수 있다.The first
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 of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can freely do without departing from the spirit of the present invention described in the claims below. It may be implemented with various modifications.
100, 200, 300
촬상 광학계
110, 210, 310
제1렌즈
120, 220, 320
제2렌즈
130, 230, 330
제3렌즈
140, 240, 340
제4렌즈
150, 250, 350
제5렌즈
160, 260, 360
제6렌즈
170, 270, 370
(적외선 차단) 필터
180, 280, 380
이미지 센서 또는 상면100, 200, 300 imaging optics
110, 210, 310 first lens
120, 220, 320 second lens
130, 230, 330 third lens
140, 240, 340 4th lens
150, 250, 350 5th lens
160, 260, 360 6th lens
170, 270, 370 (infrared cut off) filters
180, 280, 380 image sensor or top view
Claims (12)
굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈;
굴절력을 갖는 제3렌즈;
굴절력을 갖는 제4렌즈;
부의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제5렌즈; 및
굴절력을 가지며 물체 측면이 볼록한 형상인 제6렌즈;
를 포함하고,
상기 제1렌즈 내지 상기 제6렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되고,
상기 제3렌즈의 초점거리는 -11.5 mm ~ -3.8 ㎜ 이고,
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계
0.7 < TL/f < 1.0
(상기 조건식에서 TL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 초점거리이다)A first lens having a positive refractive power and having a convex shape on the side of the object;
a second lens having refractive power, the object side is convex and the image side is concave;
a third lens having refractive power;
a fourth lens having refractive power;
a fifth lens having a negative refractive power and having a concave image side; and
a sixth lens having refractive power and having a convex shape on the side of the object;
including,
The first to sixth lenses are sequentially arranged from the object side to the image plane direction,
The focal length of the third lens is -11.5 mm to -3.8 mm,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression
0.7 < TL/f < 1.0
(In the above conditional expression, TL is the distance from the object side of the first lens to the image plane, and f is the focal length of the imaging optical system)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.15 < R1/f < 0.32
(상기 조건식에서 R1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
0.15 < R1/f < 0.32
(In the above conditional expression, R1 is the radius of curvature of the object side of the first lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
-3.5 < f/f2 < -0.5
(상기 조건식에서 f2는 상기 제2렌즈의 초점거리이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
-3.5 < f/f2 < -0.5
(in the above conditional expression, f2 is the focal length of the second lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.1 < d45/TL < 0.32
(상기 조건식에서 d45는 상기 제4렌즈의 상 측면으로부터 상기 제5렌즈의 상 측면까지의 거리이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
0.1 < d45/TL < 0.32
(In the above conditional expression, d45 is the distance from the image side of the fourth lens to the image side of the fifth lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
1.6 < Nd6 < 1.75
(상기 조건식에서 Nd6은 상기 제6렌즈의 아베수이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
1.6 < Nd6 < 1.75
(In the above conditional expression, Nd6 is the Abbe number of the sixth lens)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
0.3 < tanθ < 0.5
(상기 조건식에서 θ는 촬상 광학계의 반화각이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
0.3 < tanθ < 0.5
(In the above conditional expression, θ is the half angle of view of the imaging optical system)
하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
2.0 < f/EPD < 2.7
(상기 조건식에서 EPD는 촬상 광학계의 입사동 지름이다)According to claim 1,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression.
2.0 < f/EPD < 2.7
(In the above conditional expression, EPD is the diameter of the incident pupil of the imaging optical system)
상기 제1렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The first lens is an imaging optical system having a convex image side surface.
상기 제3렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The third lens is an imaging optical system having a concave image side surface.
상기 제4렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The fourth lens is an imaging optical system having a convex shape on the side of the object.
상기 제6렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.According to claim 1,
The sixth lens is an imaging optical system having a positive refractive power.
상기 제6렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.According to claim 1,
The sixth lens is an imaging optical system having a convex image side.
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