KR20230059116A - 광학 이미징 렌즈 - Google Patents

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KR20230059116A
KR20230059116A KR1020220037904A KR20220037904A KR20230059116A KR 20230059116 A KR20230059116 A KR 20230059116A KR 1020220037904 A KR1020220037904 A KR 1020220037904A KR 20220037904 A KR20220037904 A KR 20220037904A KR 20230059116 A KR20230059116 A KR 20230059116A
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보-니옌 차이
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칼린 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

광학 이미징 렌즈는, 광축을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로, 제1 광학 어셈블리, 제2 광학 어셈블리, 제3 광학 어셈블리, 조리개, 제4 광학 어셈블리 및 제5 광학 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 광학 어셈블리, 상기 제2 광학 어셈블리, 상기 제3 광학 어셈블리, 상기 제4 광학 어셈블리 및 상기 제5 광학 어셈블리 중 2개는 적어도 2개의 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈이고, 나머지 3개는 단일 렌즈이고, 이를 통해 상기 광학 이미징 렌즈는 이미징 품질이 높고 왜곡이 적은 장점을 가진다.

Description

광학 이미징 렌즈{OPTICAL IMAGING LENS}
본 발명은 광학 이미징 시스템의 응용 분야에 관한 것으로, 특히 왜곡이 적고, 이미징 품질이 우수한 광학 이미징 렌즈에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안, 카메라 기능을 갖춘 휴대용 전자 제품의 등장으로, 광학 시스템에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 일반적인 광학 시스템의 감광 소자는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS Sensor(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor) 두 가지에 불과하고, 또한 반도체 제조 기술의 발전에 따라 감광 소자의 화소 크기가 줄어들면서 광학 시스템은 점차 고화소 분야로 발전하고 있다. 또한, 드론과 무인 자율 주행 차량의 활발한 발전과 함께, ADAS(Advanced Driver Assistance system)가 중요한 역할을 하고 있으며, 다양한 렌즈와 센서를 결합하여 환경 정보를 수집하는 것을 통해 운전자의 안전을 보장한다. 또한, 차량용 렌즈는 외부 응용 환경의 온도 변화에 따라, 렌즈의 품질에 있어서 온도에 대한 요구도 높아지고 있으므로, 이미징 품질에 대한 요구도 높아지고 있다.
좋은 이미징 렌즈는 일반적으로 저왜곡(distortion), 고해상도(resolution) … 등 장점이 있다. 실제 응용면에서는 작은 크기와 비용을 고려해야 하므로, 다양한 제약 조건에서 우수한 이미징 품질의 렌즈를 설계하는 것은 설계자에게 어려운 문제이다.
이를 감안하여, 본 발명의 목적은 우수한 이미징 품질을 가지며 왜곡이 적은 장점을 가진 광학 이미징 렌즈를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의해 제공되는 광학 이미징 렌즈는, 광축을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로 제1 광학 어셈블리, 제2 광학 어셈블리, 제3 광학 어셈블리, 조리개, 제4 광학 어셈블리 및 제5 광학 어셈블리를 포함한다. 상기 제1 광학 어셈블리는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제2 광학 어셈블리는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제3 광학 어셈블리는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제4 광학 어셈블리는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제5 광학 어셈블리는 양의 굴절력을 가지며, 상기 제1 광학 어셈블리, 상기 제2 광학 어셈블리, 상기 제3 광학 어셈블리, 상기 제4 광학 어셈블리 및 상기 제5 광학 어셈블리 중 2개는 적어도 2개의 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈이고, 나머지 3개는 단일 렌즈이다.
본 발명의 다른 목적은, 광축을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 조리개, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈를 포함하는 광학 이미징 렌즈를 제공하는 것이다. 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈의 물체측의 면은 볼록면이고, 상기 제1 렌즈의 이미지측의 면은 오목면이고, 상기 제1 렌즈의 물체측의 면과 이미지측의 면 중 적어도 하나는 비구면이며, 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈이고, 상기 제3 렌즈는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이며, 상기 제2 렌즈의 이미지측의 면과 상기 제3 렌즈의 물체측의 면이 접착되어 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈를 형성하며, 상기 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제4 렌즈의 물체측의 면은 볼록면이며, 상기 제5 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제5 렌즈의 물체측의 면은 볼록면이며, 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지며, 상기 제7 렌즈는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 상기 7 렌즈의 물체측의 면과 이미지측의 면 중 적어도 하나는 비구면이다.
본 발명의 상기 광학 이미징 렌즈는 7개의 렌즈로 구성되고, 상기 광학 이미징 렌즈 중의 2개는 적어도 2개의 렌즈가 접착된 것을 포함하는 복합 렌즈이므로, 렌즈의 색수차를 대폭적으로 개선하고 수차 생성을 제어할 수 있으며, 상기 광학 이미징 렌즈의 굴절력 배열 및 조건 특성은 우수한 이미징 품질을 갖는 효과를 실현할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈의 구조 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈의 필드 곡률 그래프이다.
도 1c는 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈의 왜곡 그래프이다.
도 1d는 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈의 변조 전달 함수 그래프이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈의 구조 개략도이다.
도 2b는 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈의 필드 곡률 그래프이다.
도 2c는 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈의 왜곡 그래프이다.
도 2d는 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈의 변조 전달 함수 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈의 구조 개략도이다.
도 3b는 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈의 필드 곡률 그래프이다.
도 3c는 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈의 왜곡 그래프이다.
도 3d는 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈의 변조 전달 함수 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해, 바람직한 실시예와 도면을 결합하여 상세히 설명한다. 도 1a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈(100)는, 광축(Z)을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로 제1 광학 어셈블리(C1), 제2 광학 어셈블리(C2), 제3 광학 어셈블리(C3), 조리개(ST), 제4 광학 어셈블리(C4), 및 제5 광학 어셈블리(C5)를 포함하고, 상기 제1 광학 어셈블리(C1), 상기 제2 광학 어셈블리(C2), 상기 제3 광학 어셈블리(C3), 상기 제4 광학 어셈블리(C4) 및 상기 제5 광학 어셈블리(C5) 중 2개는 적어도 2개의 렌즈가 접착된 것을 포함하는 복합 렌즈이고, 나머지 3개는 단일 렌즈이다. 본 실시예에서, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)와 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 각각 복합 렌즈이고, 상기 제1 광학 어셈블리(C1), 상기 제3 광학 어셈블리(C3)와 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 각각 단일 렌즈이고, 구체적인 설명은 아래와 같다.
상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 음의 굴절력을 가지고, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서, 상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 단일 렌즈이고 제1 렌즈(L1)를 포함하며, 상기 제1 렌즈(L1)는 볼록-오목 렌즈이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)은 상기 물체측을 향하여 약간 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 이미지측의 면(S2) 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제1 실시예에서(도 1a 참고), 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2)은 모두 비구면이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S2)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S1)과 상기 이미지측의 면(S2)을 통과한다.
상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 양의 굴절력을 가지고, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 복합 렌즈이고 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하며, 상기 제2 렌즈(L2)는 음의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈이고, 즉 상기 제2 렌즈(L2)의 물체측의 면(S3) 및 이미지측의 면(S4)은 모두 오목면이다. 제1 실시예에서(도 1a 참고), 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S3)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S4)으로 호형을 이루면서 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S3)과 상기 이미지측의 면(S4)을 통과한다.
상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5) 및 이미지측의 면(S6)은 모두 볼록면이다. 제1 실시예에서(도 1a참고), 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S5)으로 부분적으로 볼록하게 형성되고, 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S6)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S5)과 상기 이미지측의 면(S6)을 통과하고, 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)은 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)에 대응되게 접착되어, 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)과 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제2 렌즈(L2)와 상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 양의 굴절력을 가지고, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서, 상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 단일 렌즈이고 제4 렌즈(L4)를 포함하며, 상기 제4 렌즈(L2)는 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제4 렌즈(L4)의 물체측의 면(S7) 및 이미지측의 면(S8)은 모두 볼록면이며, 도 1a에 도시한 바와 같이, 상기 제4 렌즈(L4)의 물체측의 면(S7)은 상기 물체측을 향해 호형으로 볼록하고, 상기 이미지측의 면(S8)은 상기 이미지측을 향하여 약간 볼록하다.
상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 양의 굴절력을 가지고, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 복합 렌즈이고 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함하며, 상기 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가진 볼록-오목 렌즈이고, 즉 상기 제5 렌즈(L5)의 물체측의 면(S9)은 상기 물체측을 향하여 호형으로 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)은 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 제1 실시예에서, 상기 제5 렌즈(L5)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S10)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S9)과 상기 이미지측의 면(S10)을 통과한다.
상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)과 이미지측의 면(S12)은 모두 볼록면이다. 도 1a에 도시한 바와 같이, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S11)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S12)으로 약간 볼록하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)은 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(10)에 대응되게 접착되어, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)과 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제5 렌즈(L5)와 상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 양의 굴절력을 가지고, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서, 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 단일 렌즈이고 제7 렌즈(L7)를 포함하며, 상기 제7 렌즈(L7)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14)은 모두 볼록면이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제1 실시예에서, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14)은 모두 비구면이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S13)으로 약간 볼록하게 형성되며, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S14)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성된다.
또한, 상기 광학 이미징 렌즈(100)는 적외선 필터(L8) 및 보호 유리(L9)를 더 포함하고, 상기 적외선 필터(L8)는 상기 제7 렌즈(L7)의 이미지측의 면(S14)의 일측에 위치하여, 상기 광학 이미징 렌즈(100)를 통과한 영상광에서 여분의 적외선을 걸러내어, 이미징 품질을 향상시킨다. 상기 보호 유리(L9)는 상기 적외선 필터(L8)의 일측에 설치되고, 상기 적외선 필터(L8)를 보호하도록, 상기 적외선 필터(L8)와 촬상면(Im)의 사이에 위치한다.
본 발명의 광학 이미징 렌즈(100)가 우수한 광학 성능과 높은 이미징 품질을 유지하도록 하기 위해, 상기 광학 이미징 렌즈(100)는 다음 조건을 더 만족한다:
(1) -0.48>f1/F>-0.53;
(2) 0.18>f23/F>0.13, -0.35>f2/F>-0.42, 0.35>f3/F>0.25;
(3) 0.35>f4/F>0.3;
(4) 0.15>f56/F>0.05, -0.05>f5/F>-0.15, 0.3>f6/F>0.2;
(5) 0.37>f7/F>0.3.
여기서, F는 상기 광학 이미징 렌즈(100)의 초점 거리이고, f1은 상기 제1 광학 어셈블리(C1)의 제1 렌즈(L1)의 초점 거리이고, f23은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f2는 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)의 초점 거리이고, f3은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제3 렌즈(L3)의 초점 거리이고, f4는 상기 제3 광학 어셈블리(C3)의 제4 렌즈(L4)의 초점 거리이고, f56은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f5는 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)의 초점 거리이고, f6은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제6 렌즈(L6)의 초점 거리이고, f7은 상기 제5 광학 어셈블리(C5)의 제7 렌즈(L7)의 초점 거리이다.
아래 표 1은 본 발명의 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈(100)의 데이터이고, 광학 이미징 렌즈(100)의 초점 거리(f)(또는 유효 초점 거리라고 칭함), 조리개 값(Fno), 시야각(FOV), 각 렌즈의 곡률 반경(R), 광축(Z)에서의 각 표면과 다음 표면 사이의 거리, 각 렌즈의 굴절률(Nd), 각 렌즈의 초점 거리, 제2 광학 어셈블리(C2)의 접착 초점 거리, 제4 광학 어셈블리(C4)의 접착 초점 거리를 포함하고, 초점 거리, 곡률 반경 및 거리의 단위는 mm이다.
초점 거리(f)=5.91mm, 조리개 값(Fno)= 1.74, 시야각(FOV)= 97도
표면 번호 곡률 반경 거리 굴절률 초점 거리 접착 초점 거리 비고
S1 17.43 1.4 1.52 -11.48 0 제1 렌즈(L1)
S2 3.39 7.04 1 0 0
S3 -7.87 1.86 1.88 -15.02 38.12 제2 렌즈(L2)
S4, S5 15.73 5.3 1.7 19.83 0 제3 렌즈(L3)
S6 -10.72 0.1 1 0 0
S7 21.49 3 1.88 17.31 0 제4 렌즈(L4)
S8 -57.07 5.81 1 0 0
ST Infinity 0.01 1 0 0 조리개(ST)
S9 11.33 2.94 1.99 -64.75 64.3 제5 렌즈(L5)
S10, S11 4.92 3.11 1.44 21 0 제6 렌즈(L6)
S12 -3337.22 4.08 1 0 0
S13 15.64 3.15 1.5 16.8 0 제7 렌즈(L7)
S14 -14.85 0.64 1 0 0
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 적외선 필터(L8)
S16 Infinity 5.21 1 0 0
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 보호유리(L9)
S18 Infinity 0.16 1 0 0
Im Infinity 　 　 　 　 촬상면(Im)
상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈(100)의 초점 거리(f)=5.91 mm이고, 조리개 값(Fno)=1.74이고, 시야각(FOV)= 97도이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 초점 거리(f1)=-11.48mm이고, 상기 제2 렌즈(L2)의 초점 거리(f2)=-15.02mm이고, 상기 제3 렌즈(L3)의 초점 거리(f3)=19.83mm이고, 상기 제4 렌즈(L4)의 초점 거리(f4)=17.31mm이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 초점 거리(f5)=-64.75mm이고, 상기 제6 렌즈(L6)의 초점 거리(f6)=21mm이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 초점 거리(f7)=16.8이고, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f23)=-38.12mm이고, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f56)=64.3mm이다.
또한, 상기 구체적인 매개변수에 의하면, 제1 실시예에서 상기 조건식의 구체적인 값은 다음과 같다:
(1) f1/F=-0.51;
(2) f23/F=0.16, f2/F=-0.39, f3/F=0.3;
(3) f4/F=0.34;
(4) f56/F=0.09, f5/F=-0.09, f6/F=0.28;
(5) f7/F=0.35.
상기 표 1의 데이터를 통해, 상기 제1 광학 어셈블리(C1) 내지 제5 광학 어셈블리(C5)는 상기 광학 이미징 렌즈(100)에 설정된 제(1) 내지 (5)항의 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.
또한, 제1 실시예의 광학 이미징 렌즈(100) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2), 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 비구면 표면 윤곽 형상(Z)은 다음 공식에 의해 얻어진다:
Figure pat00001
여기서,
Z: 비구면 표면 윤곽 형상;
c: 곡률 반경의 역수;
h: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이;
k: 원뿔 계수;
A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및 A16: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이(h)의 각 차수의 계수이다.
제1 실시예의 광학 이미징 렌즈(100) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2) 및 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 원뿔 계수 k 및 A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및 A16의 각 차수의 계수는, 표 2에 나타낸 바와 같다.
표면 번호 S1 S2 S13 S14
k -7.84E-01 -1.07E+00 4.45E+00 -2.55E-01
A2 0 0 0 0
A4 -3.34E-04 4.02E-04 -2.97E-04 1.93E-04
A6 2.26E-06 2.15E-06 -4.96E-06 -1.52E-05
A8 -8.44E-09 -3.15E-07 3.52E-07 8.30E-07
A10 -3.61E-11 1.49E-08 -2.55E-08 -4.22E-08
A12 4.72E-13 -3.30E-10 7.86E-10 1.07E-09
A14 0.00E+00 1.77E-12 -8.53E-12 -9.94E-12
A16 0 0 0 0
이하, 광학 시뮬레이션 데이터를 사용하여 상기 광학 이미징 렌즈(100)의 이미징 품질을 검증한다. 도 1b는 본 발명의 제1 실시예의 비점수차 필드 곡률(Astigmatic field curves) 그래프이고, 도 1c는 본 발명의 제1 실시예의 왜곡 그래프이고, 도 1d는 본 발명의 제1 실시예의 변조 전달 함수 그래프이다. 도 1b에서, 곡선(S)은 시상(sagittal) 방향의 데이터이고, 곡선(T)는 자오(tangential) 방향의 데이터이고, 도 1c 및 도 1d에 나타낸 도형은 모두 표준 범위 내에 있고, 이를 통해 본 실시예의 광학 이미징 렌즈(100)는 상기 설계에 의해 이미징 품질을 효과적으로 향상시키고 왜곡을 감소시킬 수 있음을 검증할 수 있다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈(200)는 광축(Z)을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로 제1 광학 어셈블리(C1), 제2 광학 어셈블리(C2), 제3 광학 어셈블리(C3), 조리개(ST), 제4 광학 어셈블리(C4) 및 제5 광학 어셈블리(C5)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)와 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 각각 복합 렌즈이고, 상기 제1 광학 어셈블리(C1), 상기 제3 광학 어셈블리(C3)와 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 각각 단일 렌즈이고, 구체적인 설명은 아래와 같다.
상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 음의 굴절력을 가지고, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에서, 상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 단일 렌즈이고 제1 렌즈(L1)를 포함하며, 상기 제1 렌즈(L1)는 볼록-오목 렌즈이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)은 상기 물체측을 향하여 약간 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 1 렌즈의 이미지측의 면(S2)은 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제2 실시예에서(도 2a 참고), 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2)은 모두 비구면이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S2)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S1)과 상기 이미지측의 면(S2)을 통과한다.
상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 양의 굴절력을 가지고, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에서 상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 복합 렌즈이고 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하며, 상기 제2 렌즈(L2)는 음의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈이고, 즉 상기 제2 렌즈(L2)의 물체측의 면(S3) 및 이미지측의 면(S4)은 모두 오목면이다. 제2 실시예에서(도 2a 참고), 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S3)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S4)으로 호형을 이루면서 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S3)과 상기 이미지측의 면(S4)을 통과한다.
상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5) 및 이미지측의 면(S6)은 모두 볼록면이고, 제2 실시예에서(도 2a참고), 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S5)으로 부분적으로 볼록하게 형성되고, 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S6)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S5)과 상기 이미지측의 면(S6)을 통과하고, 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)은 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)에 대응되게 접착되어, 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)과 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제2 렌즈(L2)와 상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 양의 굴절력을 가지고, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에서, 상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 단일 렌즈이고 제4 렌즈(L4)를 포함하며, 상기 제4 렌즈(L4)는 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제4 렌즈(L4)의 물체측의 면(S7) 및 이미지측의 면(S8)은 모두 볼록면이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 제4 렌즈(L4)의 물체측의 면(S7)은 상기 물체측을 향하여 호형으로 볼록하고, 상기 이미지측의 면(S8)은 상기 이미지측을 향하여 약간 볼록하다.
상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 양의 굴절력을 가지고, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에서, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 복합 렌즈이고 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함하며, 상기 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가진 볼록-오목 렌즈이고, 즉 상기 제5 렌즈(L5)의 물체측의 면(S9)은 상기 물체측을 향하여 호형으로 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)은 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 제2 실시예에서, 상기 제5 렌즈(L5)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S10)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S9)과 상기 이미지측의 면(S10)을 통과한다.
상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 볼록 렌즈이고, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S11)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S12)으로 약간 오목하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)은 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)에 대응되게 접착되어, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)과 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제5 렌즈(L5)와 상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 양의 굴절력을 가지고, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에서, 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 단일 렌즈이고 제7 렌즈(L7)를 포함하며, 상기 제7 렌즈(L7)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)은 모두 볼록면이며, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제2 실시예에서, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14)은 모두 비구면이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S13)으로 약간 볼록하게 형성되고, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S14)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성된다.
또한, 상기 광학 이미징 렌즈(200)는 적외선 필터(L8) 및 보호 유리(L9)를 더 포함하고, 상기 적외선 필터(L8)는 상기 제7 렌즈(L7)의 이미지측의 면(S14)의 일측에 위치하여, 상기 광학 이미징 렌즈(200)를 통과한 영상광에서 여분의 적외선을 걸러내어, 이미징 품질을 향상시킨다. 상기 보호 유리(L9)는 상기 적외선 필터(L8)의 일측에 설치되고, 상기 적외선 필터(L8)를 보호하도록, 상기 적외선 필터(L8)와 촬상면(Im)의 사이에 위치한다.
본 발명의 광학 이미징 렌즈(200)가 우수한 광학 성능과 높은 이미징 품질을 유지하도록 하기 위해, 상기 광학 이미징 렌즈(200)는 다음 조건을 더 만족한다:
(1) -0.48>f1/F>-0.53;
(2) 0.18>f23/F>0.13, -0.35>f2/F>-0.42, 0.35>f3/F>0.25;
(3) 0.35>f4/F>0.3;
(4) 0.15>f56/F>0.05, -0.05>f5/F>-0.15, 0.3>f6/F>0.2;
(5) 0.37>f7/F>0.3.
여기서, F는 상기 광학 이미징 렌즈(200)의 초점 거리이고, f1은 상기 제1 광학 어셈블리(C1)의 제1 렌즈(L1)의 초점 거리이고, f23은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f2는 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)의 초점 거리이고, f3은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제3 렌즈(L3)의 초점 거리이고, f4는 상기 제3 광학 어셈블리(C3)의 제4 렌즈(L4)의 초점 거리이고, f56은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f5는 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)의 초점 거리이고, f6은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제6 렌즈(L6)의 초점 거리이고, f7은 상기 제5 광학 어셈블리(C5)의 제7 렌즈(L7)의 초점 거리이다.
아래 표 3은 본 발명의 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈(200)의 데이터이고, 광학 이미징 렌즈(200)의 초점 거리(f)(또는 유효 초점 거리라고 칭함), 조리개 값(Fno), 시야각(FOV), 각 렌즈의 곡률 반경(R), 광축(Z)에서의 각 표면과 다음 표면 사이의 거리, 각 렌즈의 굴절률(Nd), 각 렌즈의 초점 거리, 제2 광학 어셈블리(C2)의 접착 초점 거리, 제4 광학 어셈블리(C4)의 접착 초점 거리를 포함하고, 초점 거리, 곡률 반경 및 거리의 단위는 mm이다.
초점 거리(f)=5.68mm, 조리개 값(Fno)= 1.75, 시야각(FOV)= 100도
표면 번호 곡률 반경 거리 굴절률 초점 거리 접착 초점 거리 비고
S1 22.25 1.4 1.52 -11.36 0 제1 렌즈(L1)
S2 4.56 6.92 1 0 0
S3 -8.07 3.09 1.88 -15.22 38.79 제2 렌즈(L2)
S4, S5 14.69 4.81 1.7 20.64 0 제3 렌즈(L3)
S6 -11.06 0.1 1 0 0
S7 18.59 3.19 1.89 17.22 0 제4 렌즈(L4)
S8 -86.96 5.62 1 0 0
ST Infinity 0.01 1 0 0 조리개(ST)
S9 10.27 2.2 1.96 -43.37 47.87 제5 렌즈(L5)
S10, S11 5.93 3.12 1.5 23.6 0 제6 렌즈(L6)
S12 193.86 4.75 1 0 0
S13 19.16 3.42 1.5 17.88 0 제7 렌즈(L7)
S14 -16.71 0.64 1 0 0
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 적외선 필터(L8)
S16 Infinity 4.36 1 0 0
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 보호유리(L9)
S18 Infinity 0.16 1 0 0
Im Infinity 　 　 　 　 촬상면(Im)
상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈(200)의 초점 거리(f)=5.68 mm이고, 조리개 값(Fno)=1.75이고, 시야각(FOV)= 100도이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 초점 거리(f1)=-11.36mm이고, 상기 제2 렌즈(L2)의 초점 거리(f2)=-15.22mm이고, 상기 제3 렌즈(L3)의 초점 거리(f3)=20.64mm이고, 상기 제4 렌즈(L4)의 초점 거리(f4)=17.22mm이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 초점 거리(f5)=-43.37mm이고, 상기 제6 렌즈(L6)의 초점 거리(f6)=23.6mm이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 초점 거리(f7)=17.88이고, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f23)=38.79mm이고, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f56)=47.87mm이다.
또한, 상기 구체적인 매개변수에 의하면, 제2 실시예에서 상기 조건식의 구체적인 값은 다음과 같다:
(1) f1/F=-0.5;
(2) f23/F=0.15, f2/F=-0.37, f3/F=0.28;
(3) f4/F=0.33;
(4) f56/F=0.12, f5/F=-0.13, f6/F=0.24;
(5) f7/F=0.32.
상기 표 3의 데이터를 통해, 상기 제1 광학 어셈블리(C1) 내지 제5 광학 어셈블리(C5)는 상기 광학 이미징 렌즈(200)에 설정된 제(1) 내지 (5)항의 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.
또한, 제2 실시예의 광학 이미징 렌즈(200) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2), 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 비구면 표면 윤곽 형상(Z)은 다음 공식에 의해 얻어진다:
Figure pat00002
여기서,
Z: 비구면 표면 윤곽 형상;
c: 곡률 반경의 역수;
h: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이;
k: 원뿔 계수;
A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및 A16: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이(h)의 각 차수의 계수이다.
제2 실시예의 광학 이미징 렌즈(200) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2) 및 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 원뿔 계수 k 및 A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및 A16의 각 차수의 계수는, 표 4에 나타낸 바와 같다:
표면 번호 S1 S2 S13 S14
k 3.80E-01 -1.02E+00 2.76E+00 2.59E-01
A2 0 0 0 0
A4 -1.25E-04 5.63E-04 -4.76E-04 3.87E-05
A6 -2.98E-06 2.42E-06 7.28E-06 -3.44E-06
A8 6.27E-08 -4.01E-07 -8.59E-07 -2.83E-07
A10 -5.64E-10 8.40E-09 4.27E-08 1.26E-08
A12 2.08E-12 2.12E-11 -1.20E-09 -3.36E-10
A14 0.00E+00 -3.05E-12 1.52E-11 4.40E-12
A16 0 0 0 0
이하, 광학 시뮬레이션 데이터를 사용하여 상기 광학 이미징 렌즈(200)의 이미징 품질을 검증한다. 도 2b는 본 발명의 제2 실시예의 비점수차 필드 곡률(Astigmatic field curves) 그래프이고, 도 2c는 본 발명의 제2 실시예의 왜곡 그래프이고, 도 2d는 본 발명의 제2 실시예의 변조 전달 함수 그래프이다. 도 2b에서, 곡선(S)은 시상(sagittal) 방향의 데이터이고, 곡선(T)는 자오(tangential) 방향의 데이터이고, 도 2c 및 도 2d에 나타낸 도형은 모두 표준 범위 내에 있고, 이를 통해 본 실시예의 광학 이미징 렌즈(200)는 상기 설계에 의해 이미징 품질을 효과적으로 향상시키고 왜곡을 감소시킬 수 있음을 검증할 수 있다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈(300)는 광축(Z)을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로 제1 광학 어셈블리(C1), 제2 광학 어셈블리(C2), 제3 광학 어셈블리(C3), 조리개(ST), 제4 광학 어셈블리(C4) 및 제5 광학 어셈블리(C5)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)와 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 각각 복합 렌즈이고, 상기 제1 광학 어셈블리(C1), 상기 제3 광학 어셈블리(C3)와 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 각각 단일 렌즈이고, 구체적인 설명은 아래와 같다.
상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 음의 굴절력을 가지고, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에서, 상기 제1 광학 어셈블리(C1)는 단일 렌즈이고 제1 렌즈(L1)를 포함하며, 상기 제1 렌즈(L1)는 볼록-오목 렌즈이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)은 상기 물체측을 향하여 약간 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 이미지측의 면(S2)은 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제3 실시예에서(도 3a 참고), 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1)과 이미지측의 면(S2)은 모두 비구면이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S2)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S1)과 상기 이미지측의 면(S2)을 통과한다.
상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 양의 굴절력을 가지고, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에서 상기 제2 광학 어셈블리(C2)는 복합 렌즈이고 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)를 포함하고, 상기 제2 렌즈(L2)는 음의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈이고, 즉 상기 제2 렌즈(L2)의 물체측의 면(S3) 및 이미지측의 면(S4)은 모두 오목면이다. 제3 실시예에서(도 3a 참고), 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S3)으로 오목하게 형성되고, 상기 제2 렌즈(L2)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S4)으로 호형을 이루면서 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S3)과 상기 이미지측의 면(S4)을 통과한다.
상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5) 및 이미지측의 면(S6)은 모두 볼록면이고, 제3 실시예에서(도 3a 참고), 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S5)으로 부분적으로 볼록하게 형성되고, 상기 제3 렌즈(L3)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S6)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S5)과 상기 이미지측의 면(S6)을 통과하고, 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)은 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)에 대응되게 접착되어, 상기 제2 렌즈(L2)의 이미지측의 면(S4)과 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측의 면(S5)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제2 렌즈(L2)와 상기 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 양의 굴절력을 가지고, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에서, 상기 제3 광학 어셈블리(C3)는 단일 렌즈이고, 제4 렌즈(L4)를 포함하며, 상기 제4 렌즈(L4)는 볼록 렌즈이고, 상기 제4 렌즈(L4)의 물체측의 면(S7)은 상기 물체측을 향하여 볼록한 볼록면이고, 상기 제4 렌즈(L4)의 이미지측의 면(S8)은 상기 이미지측을 향하여 평면으로 형성된다.
상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 양의 굴절력을 가지고, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에서, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)는 복합 렌즈이고 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함하며, 상기 제5 렌즈(L5)는 음의 굴절력을 가진 볼록-오목 렌즈이고, 즉 상기 제5 렌즈(L5)의 물체측의 면(S9)은 상기 물체측을 향하여 호형으로 볼록하게 형성된 볼록면이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)은 상기 이미지측을 향하여 호형으로 오목하게 형성된 오목면이며, 제3 실시예에서, 상기 제5 렌즈(L5)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S10)으로 부분적으로 오목하게 형성되고, 상기 광축(Z)은 상기 물체측의 면(S9)과 상기 이미지측의 면(S10)을 통과한다.
상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈이고, 즉 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)과 이미지측의 면(S12)은 모두 오목면이다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S11)으로 호형을 이루면서 오목하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S12)으로 약간 오목하게 형성되고, 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)은 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(10)에 대응되게 접착되어, 상기 제5 렌즈(L5)의 이미지측의 면(S10)과 상기 제6 렌즈(L6)의 물체측의 면(S11)이 동일한 평면을 형성하게 하고, 상기 제5 렌즈(L5)와 상기 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈로 결합된다.
상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 양의 굴절력을 가지고, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에서, 상기 제5 광학 어셈블리(C5)는 단일 렌즈이고 제7 렌즈(L7)를 포함하며, 상기 제7 렌즈(L7)는 양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 즉 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14)은 모두 볼록면이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14) 중 적어도 하나는 비구면이다. 제3 실시예에서, 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13)과 이미지측의 면(S14)은 모두 비구면이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 물체측을 향한 일면은 상기 물체측의 면(S13)으로 약간 볼록하게 형성되며, 상기 제7 렌즈(L7)의 상기 이미지측을 향한 일면은 상기 이미지측의 면(S14)으로 호형을 이루면서 볼록하게 형성된다.
또한, 상기 광학 이미징 렌즈(300)는 적외선 필터(L8) 및 보호 유리(L9)를 더 포함하고, 상기 적외선 필터(L8)는 상기 제7 렌즈(L7)의 이미지측의 면(S14)의 일측에 위치하여, 상기 광학 이미징 렌즈(300)를 통과한 영상광에서 여분의 적외선을 걸러내어, 이미징 품질을 향상시킨다. 상기 보호 유리(L9)는 상기 적외선 필터(L8)의 일측에 설치되고, 상기 적외선 필터(L8)를 보호하도록, 상기 적외선 필터(L8)와 촬상면(Im)의 사이에 위치한다.
본 발명의 광학 이미징 렌즈(300)가 우수한 광학 성능과 높은 이미징 품질을 유지하도록 하기 위해, 상기 광학 이미징 렌즈(300)는 다음 조건을 더 만족한다:
(1) -0.48>f1/F>-0.53;
(2) 0.18>f23/F>0.13, -0.35>f2/F>-0.42, 0.35>f3/F>0.25;
(3) 0.35>f4/F>0.3;
(4) 0.15>f56/F>0.05, -0.05>f5/F>-0.15, 0.3>f6/F>0.2;
(5) 0.37>f7/F>0.3.
여기서, F는 상기 광학 이미징 렌즈(300)의 초점 거리이고, f1은 상기 제1 광학 어셈블리(C1)의 제1 렌즈(L1)의 초점 거리이고, f23은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f2는 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)의 초점 거리이고, f3은 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제3 렌즈(L3)의 초점 거리이고, f4는 상기 제3 광학 어셈블리(C3)의 제4 렌즈(L4)의 초점 거리이고, f56은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리이고, f5는 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)의 초점 거리이고, f6은 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제6 렌즈(L6)의 초점 거리이고, f7은 상기 제5 광학 어셈블리(C5)의 제7 렌즈(L7)의 초점 거리이다.
아래 표 5는 본 발명의 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈(300)의 데이터이고, 광학 이미징 렌즈(300)의 초점 거리(f)(또는 유효 초점 거리라고 칭함), 조리개 값(Fno), 시야각(FOV), 각 렌즈의 곡률 반경(R), 광축(Z)에서의 각 표면과 다음 표면 사이의 거리, 각 렌즈의 굴절률(Nd), 각 렌즈의 초점 거리, 제2 광학 어셈블리(C2)의 접착 초점 거리, 제4 광학 어셈블리(C4)의 접착 초점 거리를 포함하고, 초점 거리, 곡률 반경 및 거리의 단위는 mm이다.
초점 거리(f)=5.68mm, 조리개 값(Fno)= 1.75, 시야각(FOV)= 100도
표면 번호 곡률 반경 거리 굴절률 초점 거리 접착 초점 거리 비고
S1 12.74 1.47 1.69 -11.36 0 제1 렌즈(L1)
S2 3.96 7.98 1 0 0
S3 -14 4.54 1.91 -15.22 38.79 제2 렌즈(L2)
S4, S5 14.97 4.64 1.88 20.64 0 제3 렌즈(L3)
S6 -15.97 0.1 1 0 0
S7 12.09 3.5 1.7 17.22 0 제4 렌즈(L4)
S8 Infinity 2.69 1 0 0
ST Infinity 4.07 1 0 0 조리개(ST)
S9 10.75 5.08 1.5 -43.37 47.87 제5 렌즈(L5)
S10, S11 -8.29 0.8 1.81 23.6 0 제6 렌즈(L6)
S12 46.81 2.29 1 0 0
S13 12 3.66 1.5 17.88 0 제7 렌즈(L7)
S14 -49 0.64 1 0 0
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 적외선 필터(L8)
S16 Infinity 2.2 1 0 0
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 보호유리(L9)
S18 Infinity 0.16 1 0 0
Im Infinity 　 　 　 　 촬상면(Im)
상기 표 5를 통해 알 수 있듯이, 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈(300)의 초점 거리(f)=5.68 mm이고, 조리개 값(Fno)=1.75이고, 시야각(FOV)= 100도이고, 상기 제1 렌즈(L1)의 초점 거리(f1)=-11.36mm이고, 상기 제2 렌즈(L2)의 초점 거리(f2)=-15.22mm이고, 상기 제3 렌즈(L3)의 초점 거리(f3)=20.64mm이고, 상기 제4 렌즈(L4)의 초점 거리(f4)=17.22mm이고, 상기 제5 렌즈(L5)의 초점 거리(f5)=-43.37mm이고, 상기 제6 렌즈(L6)의 초점 거리(f6)=23.6mm이고, 상기 제7 렌즈(L7)의 초점 거리(f7)=17.88이고, 상기 제2 광학 어셈블리(C2)의 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3)이 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f23)=38.79mm이고, 상기 제4 광학 어셈블리(C4)의 제5 렌즈(L5)와 제6 렌즈(L6)가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리(f56)=47.87mm이다.
또한, 상기 구체적인 매개변수에 의하면, 제3 실시예에서 상기 조건식의 구체적인 값은 다음과 같다:
(1) f1/F=-0.5;
(2) f23/F=0.15, f2/F=-0.37, f3/F=0.28;
(3) f4/F=0.33;
(4) f56/F=0.12, f5/F=-0.13, f6/F=0.24;
(5) f7/F=0.32.
상기 표 5의 데이터를 통해, 상기 제1 광학 어셈블리(C1) 내지 제5 광학 어셈블리(C5)는 상기 광학 이미징 렌즈(300)에 설정된 제(1) 내지 (5)항의 조건을 만족하는 것을 알 수 있다.
또한, 제3 실시예의 광학 이미징 렌즈(300) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2), 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 비구면 표면 윤곽 형상(Z)은 다음 공식에 의해 얻어진다:
Figure pat00003
여기서,
Z: 비구면 표면 윤곽 형상;
c: 곡률 반경의 역수;
h: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이;
k: 원뿔 계수;
A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및A16: 표면의 축으로부터의 반경 방향 높이(h)의 각 차수의 계수이다.
제3 실시예의 광학 이미징 렌즈(300) 중 상기 제1 렌즈(L1)의 물체측의 면(S1) 및 이미지측의 면(S2) 및 상기 제7 렌즈(L7)의 물체측의 면(S13) 및 이미지측의 면(S14)의 원뿔 계수 k 및 A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 및 A16의 각 차수의 계수는, 표 6에 나타낸 바와 같다:
표면 번호 S1 S2 S13 S14
k -7.94E-01 -1.71E+00 1.66E+00 0.00E+00
A2 0 0 0 0
A4 -6.84E-04 1.36E-03 -7.93E-04 3.55E-04
A6 5.82E-06 -3.08E-05 -1.84E-05 -5.48E-05
A8 -3.09E-08 5.00E-07 -2.74E-08 1.21E-06
A10 8.66E-11 -2.09E-10 -2.40E-09 -1.45E-08
A12 -1.17E-13 -7.56E-11 2.97E-10 2.46E-10
A14 -6.23E-16 0.00E+00 0 0
A16 0 0 0 0
이하, 광학 시뮬레이션 데이터를 사용하여 상기 광학 이미징 렌즈(300)의 이미징 품질을 검증한다. 도 3b는 본 발명의 제3 실시예의 비점수차 필드 곡률(Astigmatic field curves) 그래프이고, 도 3c는 본 발명의 제3 실시예의 왜곡 그래프이고, 도 3d는 본 발명의 제3 실시예의 변조 전달 함수 그래프이다. 도 3b에서, 곡선(S)은 시상(sagittal) 방향의 데이터이고, 곡선(T)는 자오(tangential) 방향의 데이터이고, 도 3c 및 도 3d에 나타낸 도형은 모두 표준 범위 내에 있고, 이를 통해 본 실시예의 광학 이미징 렌즈(300)는 상기 설계에 의해 이미징 품질을 효과적으로 향상시키고, 왜곡을 감소시킬 수 있음을 검증할 수 있다. 이상은 본 발명의 바람직한 실행 가능한 실시예일 뿐이며, 상기 표에 나열된 데이터 자료는 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 당업자는 본 발명을 참조한 후, 매개변수 또는 설정을 적절하게 변경할 수 있으며, 이는 여전히 본 발명의 범위 내에 속함을 유의해야 한다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위를 적용함으로써 이루어진 모든 동등한 변경은 본 발명의 특허청구범위에 포함되어야 한다.
100, 200, 300: 광학 이미징 렌즈
C1: 제1 광학 어셈블리
C2: 제2 광학 어셈블리
C3: 제3 광학 어셈블리
C4: 제4 광학 어셈블리
C5: 제5 광학 어셈블리
L1: 제1 렌즈
L2: 제2 렌즈
L3: 제3 렌즈
L4: 제4 렌즈
L5: 제5 렌즈
L6: 제6 렌즈
L7: 제7 렌즈
L8: 적외선 필터
L9: 보호 유리
Im: 촬상면
ST: 조리개
Z: 광축
S1, S3, S5, S7, S9, S11, S13: 물체측의 면
S2, S4, S6, S8, S10, S12, S14: 이미지측의 면

Claims (23)

  1. 광학 이미징 렌즈에 있어서,
    광축을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로,
    음의 굴절력을 가지는 제1 광학 어셈블리;
    양의 굴절력을 가지는 제2 광학 어셈블리;
    양의 굴절력을 가지는 제3 광학 어셈블리;
    조리개;
    양의 굴절력을 가지는 제4 광학 어셈블리; 및
    양의 굴절력을 가지는 제5 광학 어셈블리;를 포함하고,
    상기 제1 광학 어셈블리, 상기 제2 광학 어셈블리, 상기 제3 광학 어셈블리, 상기 제4 광학 어셈블리 및 상기 제5 광학 어셈블리 중 2개는 적어도 2개의 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈이고, 나머지 3개는 단일 렌즈인,
    광학 이미징 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 어셈블리는 단일 렌즈이고 제1 렌즈를 포함하며, 상기 제2 광학 어셈블리는 복합 렌즈이고 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함하며, 상기 제3 광학 어셈블리는 단일 렌즈이고 제4 렌즈를 포함하며, 상기 제4 광학 어셈블리는 복합 렌즈이고 제5 렌즈 및 제6 렌즈를 포함하며, 상기 제5 광학 어셈블리는 단일 렌즈이고 제7 렌즈를 포함하는, 광학 이미징 렌즈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.48>f1/F>-0.53의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.18>f23/F>0.13의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f23은 상기 제2 광학 어셈블리의 제2 렌즈와 제3 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.35>f2/F>-0.42의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.35>f3/F>0.25의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.35>f4/F>0.3의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.15>f56/F>0.05의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f56은 상기 제4 광학 어셈블리의 제5 렌즈와 제6 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.05>f5/F>-0.15의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f5는 상기 제5 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.3>f6/F>0.2의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f6은 상기 제6 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.37>f7/F>0.3의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f7은 상기 제7 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  12. 광학 이미징 렌즈에 있어서,
    광축을 따라 물체측에서 이미지측으로 순차적으로,
    음의 굴절력을 가지고, 물체측의 면은 볼록면이고, 이미지측의 면은 오목면이고, 물체측의 면과 이미지측의 면 중 적어도 하나는 비구면인, 제1 렌즈;
    음의 굴절력을 가진 양면 오목 렌즈인, 제2 렌즈;
    양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 물체측의 면이 상기 제2 렌즈의 이미지측의 면과 접착되어 양의 굴절력을 가진 복합 렌즈를 형성하는 제3 렌즈;
    양의 굴절력을 가지고, 물체측의 면은 볼록면인, 제4 렌즈;
    조리개;
    음의 굴절력을 가지고, 물체측의 면은 볼록면인, 제5 렌즈;
    양의 굴절력을 가진 제6 렌즈; 및
    양의 굴절력을 가진 양면 볼록 렌즈이고, 물체측의 면과 이미지측의 면 중 적어도 하나는 비구면인, 제7 렌즈;를 포함하는,
    광학 이미징 렌즈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측의 면과 이미지측의 면은 모두 비구면인, 광학 이미징 렌즈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측의 면과 이미지측의 면은 모두 비구면인, 광학 이미징 렌즈.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.48>f1/F>-0.53의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.18>f23/F>0.13의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f23은 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.35>f2/F>-0.42의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.35>f3/F>0.25의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.35>f4/F>0.3의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.15>f56/F>0.05의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f56은 상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈가 접착되어 형성된 복합 렌즈의 접착 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 -0.05>f5/F>-0.15의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f5는 상기 제5 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.3>f6/F>0.2의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f6은 상기 제6 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 광학 이미징 렌즈는 0.37>f7/F>0.3의 조건을 만족하고, 여기서 F는 상기 광학 이미징 렌즈의 초점 거리이고, f7은 상기 제7 렌즈의 초점 거리인, 광학 이미징 렌즈.
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