KR20220134297A - 촬상 광학계 - Google Patents

촬상 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR20220134297A
KR20220134297A KR1020210039790A KR20210039790A KR20220134297A KR 20220134297 A KR20220134297 A KR 20220134297A KR 1020210039790 A KR1020210039790 A KR 1020210039790A KR 20210039790 A KR20210039790 A KR 20210039790A KR 20220134297 A KR20220134297 A KR 20220134297A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
optical system
image
imaging optical
refractive power
Prior art date
Application number
KR1020210039790A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102642903B1 (ko
Inventor
채규민
이은총
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020210039790A priority Critical patent/KR102642903B1/ko
Priority to US17/378,945 priority patent/US20220317420A1/en
Priority to TW111138834A priority patent/TWI838912B/zh
Priority to TW110127363A priority patent/TWI783592B/zh
Priority to CN202311024479.8A priority patent/CN116794807A/zh
Priority to CN202122519076.3U priority patent/CN216052401U/zh
Priority to CN202111213945.8A priority patent/CN115128765B/zh
Priority to CN202210423465.2A priority patent/CN114563860B/zh
Publication of KR20220134297A publication Critical patent/KR20220134297A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102642903B1 publication Critical patent/KR102642903B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0087Simple or compound lenses with index gradient
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B9/00Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/02Diaphragms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093Simple or compound lenses characterised by the shape
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/55Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Cameras In General (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 및 제7 렌즈;를 포함하고, 다음 조건식을 만족할 수 있다. |Pnu| ≤ 30 [10-6 -1 mm-1] (Pnu는 ∑Pnui(i = 1, 2, …, 7)이고, Pnui는 1/(vti·fi)이고, vti 는 [DTni/(ni-1) - CTEi]-1 이고, fi는 i번째 렌즈의 유효초점거리이고, ni는 i번째 렌즈의 굴절률이고, DTni는 i번째 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dni/dT)이고, CTEi는 i번째 렌즈의 열팽창계수)

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 차량에 장착되는 카메라에 적용되는 촬상 광학계에 관한 발명이다.
차선유지기능이나 자율주행 등 영상처리 기능을 탑재한 차량이 증가함에 따라 이를 지원할 수 있는 모니터링이나 센싱용 카메라에 대한 수요도 증가하고 있다. 필요한 카메라 수량이 증가하는 것과 더불어 정확한 영상처리를 위해 보다 높은 해상력을 제공할 수 있는 카메라에 대한 요구도 증대되어 있어 대량생산에 적합한 고화질 정밀렌즈의 개발필요성이 대두되고 있다.
차량용으로 장착되는 카메라 렌즈의 경우 상당한 온도 범위에서도 해상력을 유지해야 하기 때문에 글래스로 제작된 렌즈가 주로 사용된다. 글래스 렌즈는 비교적 고가이기 때문에 양산성과 가격인하에 불리하다. 플라스틱 렌즈를 사용하면 대량 생산에 유리하고 렌즈 가격도 효과적으로 낮출 수 있다.
다만 플라스틱은 글래스와 대비하여 온도 변화에 따른 굴절률 또는 체적 변화가 비교적 크다는 특성을 가지기 때문에, 다양한 환경에서 적정 수준의 해상력을 제공하기 어렵다. 예를 들어, 플라스틱은 글래스 대비 온도 변화에 따른 굴절률 변화는 100배 정도, 열팽창계수(constant of thermal expansion)는 10배 정도 크고, 이로 인해 온도변화에 의해서 발생하는 디포커스(defocus) 량이 커서 넓은 온도 범위에서 초점을 유지하는 것이 어렵다.
본 발명은 비교적 넓은 온도범위에서도 높은 품질의 해상력을 가지는 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다. 구체적으로 본 발명은 넓은 온도범위에서도 BFL 변화가 매우 적어 초점거리가 일정 수준으로 유지될 수 있는 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 및 제7 렌즈;를 포함하고, 다음 조건식을 만족할 수 있다. |Pnu| ≤ 30 (Pnu는 ∑Pnui(i = 1, 2, …, 7)이고, Pnui는 1/(vti·fi)이고, vti 는 [DTni/(ni-1) - CTEi]-1 이고, fi는 i번째 렌즈의 유효초점거리이고, ni는 i번째 렌즈의 굴절률이고, DTni는 i번째 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dni/dT)이고, CTEi는 i번째 렌즈의 열팽창계수)
본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 넓은 온도범위에서도 높은 품질의 해상력을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 넓은 온도범위에서도 BFL 변화가 매우 적도록 구성되고, 이에 따라 초점거리를 일정 수준으로 유지할 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 7은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 10은 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 11은 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 12는 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 13은 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 14는 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 15는 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 16은 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 17은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 18은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 19는 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 20은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 21은 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 22는 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 23은 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 24는 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 25는 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계를 도시한 것이다.
도 26은 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차를 나타낸 그래프이다.
도 27은 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다.
도 28는 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.
본 개시에서 첫번째 렌즈는 물체에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 이미지 센서(IS)(또는 상면)에 가장 가까운 렌즈를 의미할 수 있다.
또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상면에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), 거리(Distance), 초점 거리(focal length) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 화각(FOV)의 단위는 도(degree)이다.
아울러, 각 렌즈의 형상에 대한 설명 중, 다른 설명이 없는 한, 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 오목하다는 의미이며, 일면이 평면이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 평면이라는 의미이다. 근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다. 또한, 렌즈의 일면이 평면이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록하거나 오목할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 적어도 7매의 렌즈들을 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 및 제7 렌즈를 포함한다. 일 실시 예에서 제1 렌즈 내지 제7 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치된다. 다른 실시 예에서 제1 렌즈 내지 제7 렌즈 중 이웃한 렌즈들은 서로 접합된 상태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터(IRCF)(infrared cut-off filter, IRCF, 이하, '필터')를 더 포함할 수 있다. 필터(IRCF)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(IS) 사이에 배치된다.
촬상 광학계는 상면(IP)(imaging plane, 이하 'IP')을 더 포함할 수 있다. 상면(IP)(은 제1 렌즈 내지 제7 렌즈에 의해 굴절된 빛이 결상되는 면을 의미한다. 예를 들어, 상면(IP)(은 이미지 센서(IS)에서 광학소자들(예: 포토 다이오드)가 배치된 면을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개(AS)를 더 포함할 수 있다. 조리개(AS)는 광학계를 구성하는 렌즈들 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 조리개(AS)는 촬상 광학계를 구성하는 렌즈들 중 굴절률이 가장 큰 렌즈의 물체측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 조리개(AS)는 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 렌즈는 비구면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈, 및 제4 렌즈 내지 제7 렌즈의 물체측 면 및 상측 면은 비구면을 가질 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 및 제4 렌즈 내지 제7 렌즈의 물체측 면 및 상측 면은 비구면을 가질 수 있다. 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure pat00001
수학식 1에서 c는 렌즈의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ D는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하는 촬상 광학계는 물체 측으로부터 순서대로 부/부/정/정/부/정/부의 굴절력을 가질 수 있다. 또는, 부/정/정/정/부/정/정의 굴절력을 가질 수 있다. 또는, 부/부/정/정/부/정/정의 굴절력을 가질 수 있다.
제1 렌즈는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈의 상측 면은 오목한 형상일 수 있다.
일 실시 예에서 제2 렌즈는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈의 상측 면은 볼록한 형상일 수 있다.
다른 실시 예에서 제2 렌즈는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈의 상측 면은 오목한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈의 상측 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈의 상측 면은 볼록한 형상일 수 있다.
일 실시 예에서 제5 렌즈는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈의 상측 면은 오목한 형상일 수 있다.
일 실시 예에서 제6 렌즈는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈의 상측 면은 볼록한 형상일 수 있다. 제6 렌즈는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈의 상측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다.
일 실시 예에서 제7 렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈의 상측 면은 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
일 실시 예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 렌즈는 플라스틱 또는 글래스 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈와 제3 렌즈는 글래스로 만들어지고, 나머지 렌즈들은 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 다른 예를 들어, 제3 렌즈는 글래스로 만들어지고 나머지 렌즈들은 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
플라스틱 렌즈는 금형을 이용하여 대량으로 제작되면서도 비교적 높은 정밀도를 가지는 장점이 있다. 그러나 플라스틱 렌즈는 글래스 렌즈에 비해 온도에 따른 굴절률 변화나 열팽창 정도가 크다는 단점을 가진다. 예를 들어, 플라스틱 렌즈의 굴절률은 온도에 따라 글래스 렌즈보다 50배 에서 100배 가량 크게 변하고, 선형팽창계수는 약 10배 정도 크다. 이러한 단점으로 인해 플라스틱 렌즈를 -40도씨(℃) 내지 +80도씨(℃)의 동작온도를 확보해야 하는 차량용 카메라에 적용하기에는 한계가 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 여러 매의 렌즈들로 구성된 광학계에서 각 렌즈의 굴절력이 초점거리에 미치는 영향을 고려해서 렌즈와 플라스틱 렌즈가 적절히 배치될 수 있다. 이에 따라, 렌즈 주변 온도가 변하더라도 광학계의 초점이 유지될 수 있다.
본 개시는 -40(℃) ~ 80(℃) 온도범위에서 후초점거리(back focal length, 이하, 'BFL') 변화가 10㎛이내인 촬상 광학계를 제공한다. 여기서 BFL은 상면에 가장 가까운 렌즈의 상측 면과 상면 사이의 거리를 의미한다.
일 실시 예에서 광학적인 굴절능이 큰 부분에 글래스 렌즈를 사용하고 나머지 부분에 플라스틱 렌즈가 배치될 수 있다. 예를 들어, 조리개(AS) 근처에 배치되고 비교적 강한 굴절력을 갖는 제3 렌즈가 글래스로 만들어지고, 나머지 렌즈들은 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 다른 예를 들어, 외부에 노출되는 제1 렌즈와 제3 렌즈는 글래스로 만들어지고, 나머지 렌즈들은 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 플라스틱 렌즈와 글래스 렌즈가 적절히 조합되어 구성되고, 이에 따라 -40도씨(℃) 내지 80도씨(℃)의 넓은 동작온도 범위에서 BFL 변화량이 10㎛이내로 제한될 수 있다.
일 실시 예에서 광학계는 약 6mm의 대각길이를 갖는 상면(IP)(또는 이미지 센서(IS))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 광학계는 전체 길이가 15mm이하가 되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서 광학계는 80lp/mm 이상의 해상력으로 이미지를 생성할 수 있는 렌즈로 전체 광학계의 길이를 15mm이하로 짧게 해서 이동기기 등에 쉽게 설치할 수 있다는 특징이 있다. 이미지면에서 80lp/mm의 공간주파수에 해당하는 패턴을 제대로 이미징하면 6mm의 센서 대각 길이의 1/960의 분해능을 확보하는 것으로 볼 수 있다. 따라서 전체 화각 120도로 카메라 시스템을 구성하면 0.125도의 각도분해능(angular resolution)을 확보하여 10m 거리에서 약 20cm간격의 물체를 구분하는 해상력을 확보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 광학계는, 플라스틱 렌즈와 글래스 렌즈로 구성된 총 7매의 렌즈를 포함하고, -40도씨(℃) 내지 +80도씨(℃)의 넓은 동작온도에서 원하는 수준의 해상력을 얻는 데 충분할 정도로 BFL 변화가 억제되는 것을 특징으로 가진다.
촬상 광학계는 하기 조건식 중 하나 이상을 만족할 수 있다.
일 실시 예에서 글래스 렌즈와 플라스틱 렌즈를 같이 사용하고 조건식 (1)을 만족하도록 각 렌즈의 굴절력을 최적화하는 방식으로 온도에 따른 BFL 변화를 제어하는 하이브리드 촬상 광학계가 제공된다.
|Pnu| [10-6 -1 mm-1] ≤ 30 (1)
Pnu는 전체 촬상 광학계의 온도에 따른 굴절력 변화를 나타내는 지표이고, 광학계를 구성하는 렌즈의 Pnu 값들의 합계(즉, Pnu = ∑Pnui, i = 1, 2, …, 7)로 정의된다. 물체 측으로부터 i번째 렌즈의 Pnu 값(즉, Pnui)은 1/(vti·fi)로 정의된다. 즉, 전체 촬상 광학계의 Pnu 값은 ∑1/(vti·fi) (i = 1, 2, …, 7)로 계산된다.
vti 는 [DTni/(ni-1) - CTEi]-1 (℃)이고, fi는 i번째 렌즈의 유효초점거리이고, ni는 i번째 렌즈의 굴절률이고, DTni는 i번째 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dni/dT)이고, CTEi는 i번째 렌즈의 열팽창계수이다.
일 실시 예에서 조리개(AS)에 가장 가까이 위치하는 제3 렌즈는 글래스로 제작되고, 촬상 광학계는 조건식 (2)을 만족할 수 있다. 즉, 제3 렌즈의 유효초점거리는 전체 촬상 광학계의 유효초점거리의 0.4배 이상일 수 있다.
f / f3 ≥ 0.4 (2)
상기 조건식에서, f는 전체 촬상 광학계의 유효초점거리이고, fc는 제3 렌즈의 DTn 값일 수 있다.
일 실시 예에서 촬상 광학계는 조건식 (3)을 만족할 수 있다. 즉, 일 실시 예에서 촬상 광학계는 전체 촬상 광학계의 온도에 따른 굴절력 변화(Pnu)보다 제3 렌즈의 온도에 따른 굴절력 변화(Pnu3)이 충분히 작도록 구성되고, 이에 따라 넓은 BFL 변화가 온도 범위에서 10㎛이하로 억제될 수 있다.
|Pnu3 / Pnu| < 0.2 (3)
일 실시 예에서 촬상 광학계는 하기 조건식 (4) 내지 (8) 중 하나 이상을 추가로 만족할 수 있다.
-2.0 < ∑1/(DTni·fi) [104 mm-1] < 20.0 (i = 1, 2, …, 7) (4)
0.2 < DTnF/DTnR < 0.6 (5)
-620 < DTnT [10-6 -1] < -450 (6)
-220 < DTnF [10-6 -1] < -100 (7)
-400 < DTnR [10-6 -1] < -300 (8)
DTnT는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈의 DTn 값을 더한 값(즉, ∑DTni (i = 1, 2, …, 7))이고, DTnF는 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 1, 2))이고, DTnR는 제3 렌즈 내지 제7 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 3, 4, …, 7))이다. IMGHT는 상면(IP) 대각 길이의 절반이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면들을 참고하며 상세히 설명한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)를 도시한 것이다. 도 2는 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 3은 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 4는 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 및 제7 렌즈(170)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(110)와 제3 렌즈(130)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 1과 같다. 표 1은 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 10.065 0.550 1.5286 76.97 -8.1 8.0 -42.9
2 2.140 1.782
3 -3.273 1.355 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -4.641 0.148
5 (A.S.) Infinity -0.048 - - - - -
6 10.702 1.400 1.755 52.3 3.0 8.0 -248.4
7 -6.281 1.044
8 5.916 1.400 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
9 -16.728 0.100
10 -7.692 0.543 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 4.993 0.103
12 4.031 1.600 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
13 -5.164 0.103
14 6.588 1.200 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
15 4.676 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 0.899
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8 -203.9
19 Infinity 0.010
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(110)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(110)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(110)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(120)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(130)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(140)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(140)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(150)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(160)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(160)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(170)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(170)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(170)는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈(170)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(170)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제2 렌즈(120), 및 제4 렌즈(140) 내지 제7 렌즈(170)의 각면은 표 2에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C D
3 0.0 -7.7417E-03 3.6733E-04 0.0 0.0
4 0.0 -3.5340E-03 5.1309E-04 0.0 0.0
8 0.0 -4.1101E-03 4.4925E-04 0.0 0.0
9 0.0 -2.4089E-02 3.5634E-03 -2.3645E-04 0.0
10 0.0 -1.1198E-02 2.6153E-03 -2.6752E-04 0.0
11 0.0 -1.4847E-02 2.7834E-03 -1.6924E-04 0.0
12 0.0 -1.7150E-02 1.0914E-03 1.3242E-04 -2.1940E-05
13 0.0 5.7065E-03 -7.9412E-04 3.2123E-04 -3.5147E-05
14 0.0 -2.3283E-02 7.9641E-04 3.7672E-04 -4.6014E-05
15 0.0 -2.7576E-02 2.3149E-03 -1.0547E-04 -2.2939E-06
도 4을 참고하면, 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서 BFL 변화량은 -40도씨(℃) 내지 80도씨(℃)의 온도범위에서 9㎛ 수준으로 유지된다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)를 도시한 것이다. 도 6은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 7은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 8은 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260), 및 제7 렌즈(270)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(210)와 제3 렌즈(230)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 3과 같다. 표 3은 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 50.000 0.400 1.5286 76.97 -8.1 8.0 -42.9
2 2.173 1.558
3 -19.267 1.400 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -13.884 0.662
5 (A.S.) Infinity 0.008 - - - - -
6 9.358 1.400 1.7725 49.62 3.6 8.0 -299.4
7 -5.074 0.33
8 -40.136 0.711 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
9 -10.535 0.300
10 -6.209 0.441 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 7.181 0.100
12 7.135 1.600 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
13 -4.168 1.000
14 3.551 0.878 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
15 3.745 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 1.401
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
19 Infinity 0.012
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(210)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(210)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(210)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(220)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(230)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(230)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(240)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(250)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(260)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(260)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(260)의 상측 면은 볼록한 형상이다. 제6 렌즈(260)는 물체측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈(260)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(260)의 상측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(270)는 정의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(270)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(270)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(270)는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈(270)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(270)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제2 렌즈(220), 및 제4 렌즈(240) 내지 제7 렌즈(270)의 각면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C
3 -1.9178E+00 -6.8773E-03 -4.8305E-05 -1.7677E-05
4 9.2986E-01 -4.3618E-03 1.2975E-04 6.0999E-05
8 -5.4817E+01 -1.1096E-02 1.1958E-03 7.1589E-05
9 2.2549E+01 -1.5180E-02 2.4476E-03 9.4191E-05
10 6.9512E+00 -7.2864E-03 1.2951E-03 0.0
11 -2.5817E+01 -8.0063E-04 2.7939E-04 -1.2485E-04
12 -8.6693E+00 -4.5403E-03 1.0275E-03 -1.7864E-04
13 0.0 -1.2453E-03 4.1014E-04 -4.3439E-05
14 0.0 -1.4026E-02 8.8105E-05 -6.5722E-05
15 0.0 -1.3579E-02 -1.9796E-04 -1.6600E-05
도 8을 참고하면, 제2 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)에서 BFL 변화량은 -40도씨(℃) 내지 80도씨(℃)의 온도범위에서 2㎛ 수준으로 유지된다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)를 도시한 것이다. 도 10은 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 11은 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 12는 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360), 및 제7 렌즈(370)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(310)와 제3 렌즈(330)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 5와 같다. 표 5는 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 22.395 0.400 1.5286 76.97 -8.1 8.0 -42.9
2 2.125 1.622
3 -8.248 1.600 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -15.060 0.536
5(A.S.) Infinity -0.178 - - - - -
6 8.739 1.299 1.7725 49.62 3.9 8.0 -338.8
7 -5.711 1.235
8 10.005 1.196 1.5348 55.72 -94.7 60.0 -4.2
9 -13.751 0.100
10 -9.201 0.400 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 5.585 0.294
12 3.721 1.154 1.5348 55.72 -94.7 60.0 -4.2
13 -30.826 0.100
14 3.659 0.769 1.5348 55.72 -94.7 60.0 -4.2
15 4.785 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 1.661
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8 -203.9
19 Infinity 0.011
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(310)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(310)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(310)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(320)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(330)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(340)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(340)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(350)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(350)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(360)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(360)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(360)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(370)는 정의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(370)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(370)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(370)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
한편, 제2 렌즈(320), 및 제4 렌즈(340) 내지 제7 렌즈(370)의 각면은 표 6에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C
3 -1.9178E+00 -7.0218E-03 1.1667E-04 -6.9520E-05
4 9.2986E-01 -1.9441E-03 1.4424E-04 1.7388E-05
8 -5.4817E+01 3.8082E-03 -4.7042E-04 4.3538E-05
9 2.2549E+01 -1.7490E-02 1.9380E-03 1.7585E-05
10 6.9512E+00 -8.9268E-03 9.8232E-04 0.0
11 -2.5817E+01 1.1759E-03 5.5681E-04 -2.4010E-05
12 -8.6693E+00 3.4679E-03 -8.5176E-04 6.2081E-05
13 0.0 7.4401E-03 -1.6447E-03 9.6540E-05
14 -1.4427E+00 -8.1046E-03 4.1756E-04 0.0000E+00
15 -7.3782E+00 -4.1950E-03 1.3425E-04 0.0000E+00
오목형상과 볼록형상이 한 개의 면에 모두 존재하는 렌즈 형상은 전체 촬상 광학계(300)를 작게 만들고 상측 면만곡(field curvature)을 보정하는데 유리하지만 제작이 힘들다는 단점이 있다. 제3 실시 예에서 제7 렌즈(370)는 비교적 단순한 형태를 가지며, 이는 양산성을 확보하는데 유리하다.
도 12를 참고하면, 제3 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)에서 BFL 변화량은 -40도씨(℃) 내지 80도씨(℃)의 온도범위에서 6㎛ 수준으로 유지된다.
도 13은 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)를 도시한 것이다. 도 14는 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 15는 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 16은 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440), 제5 렌즈(450), 제6 렌즈(460), 및 제7 렌즈(470)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(420)와 제3 렌즈(430) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(410)와 제3 렌즈(430)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 7과 같다. 표 7은 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 29.312 0.400 1.7725 49.62 3.6 8.0 -299.4
2 2.353 1.799
3 3.911 1.313 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 4.189 0.416
5(A.S.) Infinity -0.143 - - - - -
6 8.933 1.468 1.835 43.13 3.8 8.0 -289.9
7 -4.389 0.100
8 -25.834 1.217 1.5345 55.68 -92.7 60.0 -4.3
9 -11.961 0.300
10 -6.691 0.500 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 5.642 0.100
12 5.187 1.469 1.5345 55.68 -92.7 60.0 -4.3
13 -3.76 0.589
14 3.397 0.801 1.5348 55.72 -94.7 60.0 -4.2
15 3.383 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 1.862
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8 -203.9
19 Infinity 0.012
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(410)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(410)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(410)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(420)는 정의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(420)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(420)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제3 렌즈(430)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(430)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(430)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(440)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(440)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제4 렌즈(440)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(450)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(450)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(460)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(460)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(460)의 상측 면은 볼록한 형상이다. 제6 렌즈(460)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
제7 렌즈(470)는 정의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(470)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(470)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(470)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
한편, 제2 렌즈(420), 및 제4 렌즈(440) 내지 제7 렌즈(470)의 각면은 표 8에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C
3 -1.9178E+00 1.6847E-03 7.9798E-05 9.3773E-05
4 9.2986E-01 -3.0996E-03 3.1458E-04 2.6065E-04
8 -5.4817E+01 -1.8991E-02 7.7995E-04 1.8995E-04
9 2.2549E+01 -3.5607E-02 5.3216E-03 -4.2579E-04
10 6.9512E+00 2.8062E-03 -1.1297E-03 0.0
11 -2.5817E+01 1.3599E-02 -3.5750E-03 2.8194E-04
12 -8.6693E+00 -1.3414E-02 2.3052E-03 -2.5433E-05
13 0.0 2.5580E-03 -1.3568E-04 1.6813E-04
14 0.0 -1.8436E-02 2.2527E-03 -1.5342E-04
15 0.0 -2.5029E-02 2.5506E-03 -1.5835E-04
제4 실시 예에서 제2 렌즈(420)의 물체측 면은 볼록한 매니스커스(meniscus) 형태로 구성된다. 제2 렌즈(420)의 물체측 면이 오목할 경우 화각이 큰 field의 하광선들이 입사각이 커져서 전체 촬상 광학계(400)가 민감해진다는 단점이 있는데, 제4 실시 예에서 위와 같은 단점이 보완될 수 있다.
도 16를 참고하면, 제4 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)에서 BFL 변화량은 -40도씨(℃) 내지 80도씨(℃)의 온도범위에서 5㎛ 수준으로 유지된다.
도 17은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)를 도시한 것이다. 도 18은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 19는 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 20은 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540), 제5 렌즈(550), 제6 렌즈(560), 및 제7 렌즈(570)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(520)와 제3 렌즈(530) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제3 렌즈(530)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다. 다른 실시 예들과 비교하여 제5 실시 예에서 제1 렌즈(510)는 플라스틱으로 만들어진다. 카메라가 외부로 노출되지 않는 실내용 카메라의 경우 제1 렌즈(510)를 플라스틱으로 제작해도, 광학계는 외부 충격을 견딜 수 있다. 제1 렌즈(510)가 플라스틱으로 만들어짐에 따라, 제조비용이나 광학계의 무게가 줄어들 수 있다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 9와 같다. 표 9는 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 9.067 0.550 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
2 2.135 1.806
3 -3.211 1.400 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -3.800 0.137
5(A.S.) Infinity -0.037 - - - - -
6 12.534 1.333 1.755 52.3 3.0 8.0 -248.4
7 -7.820 0.822
8 6.045 1.400 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
9 -8.633 0.100
10 -6.957 0.600 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 4.561 0.213
12 5.428 1.555 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
13 -3.988 0.100
14 6.296 0.984 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
15 4.964 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 1.227
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
19 Infinity 0.011
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(510)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(510)의 물체면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(510)의 상면(IP)은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(520)는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(520)의 물체면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(520)의 상면(IP)은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(530)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(530)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(530)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(540)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(540)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(540)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(550)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(550)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(560)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(560)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(560)의 상측 면은 볼록한 형상이다. 제6 렌즈(560)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈(560)의 상측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(570)는 부의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(570)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(570)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(570)는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈(570)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(570)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 및 제4 렌즈(540) 내지 제7 렌즈(570)의 각면은 표 10에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C D
1 0.0 -3.0840E-03 1.7243E-04 0.0 0.0
2 0.0 -4.2724E-03 -1.1762E-03 1.8247E-04 -5.5977E-05
3 0.0 -7.9443E-03 3.0115E-05 0.0 0.0
4 0.0 -3.3383E-03 2.8733E-04 0.0 0.0
8 0.0 -2.3219E-03 2.1379E-04 0.0 0.0
9 0.0 -9.6846E-03 1.4454E-03 -9.0746E-05 0.0
10 0.0 -7.1012E-03 2.2366E-03 -1.7958E-04 0.0
11 0.0 -5.6064E-03 3.2073E-04 5.2821E-05 0.0
12 0.0 3.4063E-03 -1.5930E-03 3.1484E-04 -2.2605E-05
13 0.0 1.3986E-02 -1.0799E-03 4.8465E-04 -4.8779E-05
14 0.0 -1.3655E-02 -3.1122E-04 3.5269E-04 -3.3992E-05
15 0.0 -2.3233E-02 1.5920E-03 -5.9528E-05 -2.9653E-06
도 20을 참고하면, 제5 실시 예에 따른 촬상 광학계(500)에서 BFL 변화량은 5㎛ 수준으로 유지된다.
도 21은 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)를 도시한 것이다. 도 22는 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 23은 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 24는 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)는 제1 렌즈(610), 제2 렌즈(620), 제3 렌즈(630), 제4 렌즈(640), 제5 렌즈(650), 제6 렌즈(660), 및 제7 렌즈(670)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(620)와 제3 렌즈(630) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(610)와 제3 렌즈(630)는 글래스이고, 나머지 렌즈들은 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 11과 같다. 표 11은 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 20.846 0.550 1.5286 76.97 -8.1 8.0 -42.9
2 2.273 1.794
3 -2.925 0.898 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -3.675 0.301
5(A.S.) Infinity -0.201 - - - - -
6 6.498 1.400 1.755 51.16 3.0 8.0 -248.4
7 -7.070 0.775
8 9.569 1.347 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
9 -6.571 0.100
10 -5.764 0.545 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 5.510 0.239
12 6.036 1.362 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
13 -3.843 0.100
14 5.404 1.034 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
15 3.968 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 0.945
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8 -203.9
19 Infinity 0.012
20 Infinity 0.000 - - - - -
제1 렌즈(610)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(610)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(610)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(620)는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(620)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(620)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(630)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(630)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(630)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(640)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(640)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(640)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(650)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(650)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(650)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(660)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(660)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(660)의 상측 면은 볼록한 형상이다. 제6 렌즈(660)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈(660)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(660)의 상측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(670)는 부의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(670)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(670)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(670)는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈(670)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(670)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제2 렌즈(620), 및 제4 렌즈(640) 내지 제7 렌즈(670)의 각면은 표 12에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C D
3 0.0 -7.0874E-03 1.1440E-03 -3.2608E-04 9.8559E-05
4 0.0 -2.6111E-03 -1.7611E-04 1.3837E-04 1.2207E-05
6 0.0 9.1404E-04 -4.8657E-04 1.0734E-04 2.1138E-05
7 0.0 1.2424E-03 5.0070E-04 -2.2492E-04 6.9136E-05
8 0.0 -3.4123E-03 1.5497E-03 -3.0975E-04 2.2305E-05
9 0.0 -8.0445E-03 -4.7921E-03 1.3450E-03 -1.0022E-04
10 0.0 -2.4293E-03 -6.5399E-03 2.0711E-03 -1.6378E-04
11 0.0 -8.7266E-03 1.0544E-03 -1.6464E-04 6.3399E-05
12 0.0 -1.9511E-03 4.4209E-04 -1.8086E-04 2.0300E-05
13 0.0 1.0277E-02 8.3244E-05 3.6219E-04 -4.3407E-05
14 0.0 -2.4274E-02 7.9589E-04 2.5531E-04 -2.0696E-05
15 0.0 -3.4483E-02 2.7213E-03 -1.9209E-04 5.2103E-06
도 24를 참고하면, 제6 실시 예에 따른 촬상 광학계(600)에서 BFL 변화량은 3㎛ 수준으로 유지된다.
도 25는 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)를 도시한 것이다. 도 26은 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)의 수차를 나타낸 그래프이다. 도 27은 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)에서 필드에 따른 해상력을 나타낸 그래프이다. 도 28는 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)에서 온도에 따른 BFL 변화량을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)는 제1 렌즈(710), 제2 렌즈(720), 제3 렌즈(730), 제4 렌즈(740), 제5 렌즈(750), 제6 렌즈(760), 및 제7 렌즈(770)를 포함하고, 조리개(AS), 필터(IRCF)(IRCF) 및 이미지 센서(IS)를 더 포함할 수 있다. 상면(IP) 상에 별도의 필터(F)가 추가로 배치될 수 있다. 필터(F)는 상면(IP)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 렌즈(720)와 제3 렌즈(730) 사이에 조리개(AS)가 위치된다.
일 실시 예에서 제1 렌즈(710)와 제3 렌즈(730)는 글래스이고, 나머지 렌즈들을 플라스틱이다.
각 렌즈의 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe number), 초점거리)은 표 13과 같다. 표 13은 각 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dn/dT), 열팽창계수(coefficient of thermal expantion, CTE), 및 vt 값을 더 보여준다.
면번호 곡률반경
(mm)
두께, 간격
(mm)
굴절률
(nd)
아베수
(Vd)
DTn
(10-6/℃)
CTE
(10-6/℃)
vt
(103 ℃)
1 6.098 0.550 1.592 67.02 -2.0 8.0 -87.9
2 2.064 1.787
3 -2.514 0.979 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
4 -3.350 0.228
5(A.S.) Infinity -0.128 - - - - -
6 8.613 1.400 1.755 52.3 3.0 8.0 -248.4
7 -6.028 0.851
8 7.760 1.289 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
9 -7.041 0.228
10 -4.861 0.539 1.6612 20.35 -115.0 66.0 -4.2
11 6.197 0.128
12 6.833 1.553 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
13 -3.273 0.100
14 4.207 0.797 1.5365 55.91 -93.3 60.0 -4.3
15 3.166 1.000
16 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8.0 -203.9
17 Infinity 0.889
18 Infinity 0.400 1.5168 64.17 1.6 8 -203.9
19 Infinity 0.011
20 Infinity 0.000
제1 렌즈(710)는 부의 굴절력을 가지고, 제1 렌즈(710)의 물체면은 볼록한 형상이고, 제1 렌즈(710)의 상면(IP)은 오목한 형상이다.
제2 렌즈(720)는 부의 굴절력을 가지고, 제2 렌즈(720)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제2 렌즈(720)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(730)는 정의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(730)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(730)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(740)는 정의 굴절력을 가지고, 제4 렌즈(740)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(740)의 상측 면은 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(750)는 부의 굴절력을 가지고, 제5 렌즈(750)의 물체측 면은 오목한 형상이고, 제5 렌즈(750)의 상측 면은 오목한 형상이다.
제6 렌즈(760)는 정의 굴절력을 가지고, 제6 렌즈(760)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제6 렌즈(760)의 상측 면은 볼록한 형상이다. 제6 렌즈(760)는 상측 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈(760)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제6 렌즈(760)의 상측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈(770)는 부의 굴절력을 가지고, 제7 렌즈(770)의 물체측 면은 볼록한 형상이고, 제7 렌즈(770)의 상측 면은 오목한 형상이다. 제7 렌즈(770)는 물체측 면과 상측 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈(770)의 물체측 면은 근축 영역에서 볼록하고, 근축 영역 이외의 부분에서 오목한 형상일 수 있다. 제7 렌즈(770)의 상측 면은 근축 영역에서 오목하고, 근축 영역 이외의 부분에서 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(710), 제2 렌즈(720), 및 제4 렌즈(740) 내지 제7 렌즈(770)의 각면은 표 14에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.
면번호 K A B C D
1 0.0 -2.3483E-03 1.8531E-05 0.0 0.0
2 0.0 -2.7242E-03 -4.6246E-04 0.0 0.0
3 0.0 1.5923E-03 1.3811E-03 0.0 0.0
4 0.0 2.3964E-03 5.2067E-04 0.0 0.0
8 0.0 2.0679E-03 1.5744E-04 5.2633E-05 -2.5139E-05
9 0.0 -5.5756E-03 -4.8888E-04 3.6114E-04 -3.8940E-05
10 0.0 -1.2112E-02 3.1724E-04 6.9229E-04 -6.3864E-05
11 0.0 -1.3503E-02 3.0251E-03 -5.5277E-04 6.6208E-05
12 0.0 -1.0109E-03 5.0109E-04 -1.7585E-04 1.4231E-05
13 0.0 7.7453E-03 1.0580E-03 5.5385E-05 -4.7434E-06
14 0.0 -3.1178E-02 8.1158E-04 -4.3599E-05 1.5809E-05
15 0.0 -4.0082E-02 1.8155E-03 -7.9485E-05 -2.3984E-06
도 28을 참고하면, 제7 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)에서 BFL 변화량은 7㎛ 수준으로 유지된다.
표 15는 각 실시 예에 따른 촬상 광학계(700)의 조건식 값을 나타낸다.
항목 실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 실시 예 4 실시 예 5 실시 예 6 실시 예 7
f[mm] 3.166 3.166 3.166 3.166 3.166 3.166 3.166
f3 [mm] 5.435 4.447 4.653 3.71 6.563 4.693 4.898
f/f3 0.5825 0.7119 0.6804 0.8532 0.4824 0.6746 0.6463
Pnu[10-6 -1 mm-1] -8.4 -9.5 -10.7 -17.7 20.7 -8.7 -10.5
Pnu3/Pnu 0.088 0.079 0.059 0.053 -0.03 0.098 0.079
Σ1/(DTni·fi) [104 mm-1] 8.361 9.003 8.158 -1.368 5.120 9.516 15.693
DTnF/DTnR 0.314 0.315 0.311 0.285 0.532 0.314 0.299
f/IMGHT 1.055 1.055 1.055 1.055 1.055 1.055 1.055
DTnT[10-6 -1] -515 -514.4 -518.3 -502.7 -600.2 -515 -508.9
DTnF[10-6 -1] -123.1 -123.1 -123.1 -111.4 -208.3 -123.1 -117
DTnR[10-6 -1] -391.9 -391.3 -395.2 -391.3 -391.9 -391.9 -391.9
상기에서는 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550, 650, 750: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560, 660, 760: 제6 렌즈
170, 270, 370, 470, 570, 670, 770: 제7 렌즈
AS: 조리개
IRCF: 적외선 차단 필터IS: 이미지 센서
IP: 상면

Claims (12)

  1. 물체 측으로부터 순차적으로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, 및 제7 렌즈;를 포함하고,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    |Pnu| [10-6 -1 mm-1] ≤ 30
    (상기 조건식에서, Pnu는 ∑Pnui(i = 1, 2, …, 7)이고, Pnui는 1/(vti·fi)이고, vti 는 [DTni/(ni-1) - CTEi]-1 이고, fi는 i번째 렌즈의 유효초점거리이고, ni는 i번째 렌즈의 굴절률이고, DTni는 i번째 렌즈의 온도에 따른 굴절률 변화율(dni/dT)이고, CTEi는 i번째 렌즈의 열팽창계수)
  2. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    0.4 ≤
    Figure pat00002
    f/f3
    (상기 조건식에서, f는 상기 촬상 광학계의 유효초점거리이고, f3은 상기 제3 렌즈의 유효초점거리)
  3. 제2항에서,
    상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 배치되는 조리개를 더 포함하는, 촬상 광학계.
  4. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    |Pnu3/Pnu| < 0.2
  5. 제1항에서,
    상기 제3 렌즈는 글래스이고, 상기 제2 렌즈, 및 상기 제4 렌즈 내지 제7 렌즈는 플라스틱인, 촬상 광학계.
  6. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    -2.0 < ∑ 1/(DTni·fi) [104 mm-1] < 20.0 (i = 1, 2, ??, 7)
  7. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    0.2 < DTnF/DTnR < 0.6
    (상기 조건식에서, DTnF는 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 1, 2))이고, DTnR는 상기 제3 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 3, 4, …, 7)))
  8. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    -620 < DTnT [10-6 -1] < -450
    (상기 조건식에서, DTnT는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 1, 2, …, 7)))
  9. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    -220 < DTnF [10-6 -1] < -100
    (상기 조건식에서, DTnF는 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 1, 2)))
  10. 제1항에서,
    하기 조건식을 만족하는, 촬상 광학계.
    -400 < DTnR [10-6 -1] < -300
    (상기 조건식에서, DTnR는 상기 제3 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 DTn 값의 합(즉, ∑DTni (i = 3, 4, …, 7)))
  11. 제1항에서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면은 볼록하고 상측 면은 오목한, 촬상 광학계.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 렌즈는 부의 굴절력, 상기 제3 렌즈는 정의 굴절력, 상기 제4 렌즈는 정의 굴절력, 상기 제5 렌즈는 부의 굴절력, 상기 제6 렌즈는 정의 굴절력을 가지는, 촬상 광학계.
KR1020210039790A 2021-03-26 2021-03-26 촬상 광학계 KR102642903B1 (ko)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210039790A KR102642903B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 촬상 광학계
US17/378,945 US20220317420A1 (en) 2021-03-26 2021-07-19 Optical imaging system
TW111138834A TWI838912B (zh) 2021-03-26 2021-07-26 光學成像系統
TW110127363A TWI783592B (zh) 2021-03-26 2021-07-26 光學成像系統
CN202311024479.8A CN116794807A (zh) 2021-03-26 2021-10-19 光学成像系统
CN202122519076.3U CN216052401U (zh) 2021-03-26 2021-10-19 光学成像系统
CN202111213945.8A CN115128765B (zh) 2021-03-26 2021-10-19 光学成像系统
CN202210423465.2A CN114563860B (zh) 2021-03-26 2021-10-19 光学成像系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210039790A KR102642903B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 촬상 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220134297A true KR20220134297A (ko) 2022-10-05
KR102642903B1 KR102642903B1 (ko) 2024-03-04

Family

ID=80609885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210039790A KR102642903B1 (ko) 2021-03-26 2021-03-26 촬상 광학계

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220317420A1 (ko)
KR (1) KR102642903B1 (ko)
CN (2) CN216052401U (ko)
TW (1) TWI783592B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116794807A (zh) * 2021-03-26 2023-09-22 三星电机株式会社 光学成像系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112189A (ko) * 2003-07-23 2006-10-31 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 촬상 렌즈 및 촬상 장치
JP2016142767A (ja) * 2015-01-29 2016-08-08 株式会社リコー 撮像光学系、ステレオカメラ装置、車載カメラ装置および各種装置
CN211627919U (zh) * 2020-02-21 2020-10-02 天津欧菲光电有限公司 光学系统、摄像模组、电子装置及汽车
KR20210030007A (ko) * 2019-09-09 2021-03-17 삼성전기주식회사 촬상 광학계

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58120201A (ja) * 1982-01-11 1983-07-18 Hitachi Ltd プラスチツクレンズを用いたズ−ムレンズ
JP5498259B2 (ja) * 2010-05-24 2014-05-21 株式会社タムロン 高変倍率ズームレンズ
JP5637109B2 (ja) * 2011-09-21 2014-12-10 コニカミノルタ株式会社 温度補償ズームレンズ
CN103713376B (zh) * 2012-09-28 2017-05-24 中强光电股份有限公司 投影镜头与光学引擎
TWI676832B (zh) * 2017-04-21 2019-11-11 先進光電科技股份有限公司 光學成像系統
CN112180538B (zh) * 2019-07-02 2021-12-28 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头及成像设备
CN111830679A (zh) * 2020-07-22 2020-10-27 天津欧菲光电有限公司 光学成像系统、取像模组、终端和汽车
CN112269252A (zh) * 2020-11-18 2021-01-26 协益电子(苏州)有限公司 一种超广角定焦镜头
CN112505895A (zh) * 2020-12-17 2021-03-16 天津欧菲光电有限公司 光学镜头、摄像头模组及电子装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112189A (ko) * 2003-07-23 2006-10-31 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 촬상 렌즈 및 촬상 장치
JP2016142767A (ja) * 2015-01-29 2016-08-08 株式会社リコー 撮像光学系、ステレオカメラ装置、車載カメラ装置および各種装置
KR20210030007A (ko) * 2019-09-09 2021-03-17 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN211627919U (zh) * 2020-02-21 2020-10-02 天津欧菲光电有限公司 光学系统、摄像模组、电子装置及汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN216052401U (zh) 2022-03-15
US20220317420A1 (en) 2022-10-06
CN115128765B (zh) 2024-03-08
TW202238203A (zh) 2022-10-01
TWI783592B (zh) 2022-11-11
KR102642903B1 (ko) 2024-03-04
CN115128765A (zh) 2022-09-30
TW202309589A (zh) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102494776B1 (ko) 촬상렌즈
KR102416100B1 (ko) 촬상 광학계
EP3301495A1 (en) Wide angle lens
KR102526441B1 (ko) 촬상 광학계
TWI493220B (zh) 具有廣視角的五個非球面表面晶圓級透鏡系統及透鏡系統
KR101606974B1 (ko) 렌즈 모듈
KR102632379B1 (ko) 촬상 광학계
KR101215827B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR102393384B1 (ko) 촬상 광학계
KR20190128902A (ko) 촬상 광학계
KR102597164B1 (ko) 촬상 광학계
KR102416824B1 (ko) 촬상 광학계
KR102000009B1 (ko) 촬상 광학계
KR101103931B1 (ko) 촬상 렌즈
KR102399235B1 (ko) 촬상 광학계
KR102642903B1 (ko) 촬상 광학계
KR20220062464A (ko) 촬상 광학계
CN116794807A (zh) 光学成像系统
KR102368759B1 (ko) 촬상 광학계
KR101404199B1 (ko) 촬상렌즈 유닛
KR101091240B1 (ko) 촬상 렌즈
KR20200084180A (ko) 촬상 광학계
TWI838912B (zh) 光學成像系統
KR102456649B1 (ko) 촬상 광학계
KR102293909B1 (ko) 렌즈 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant