KR20240047953A - Lens system for image acquisition - Google Patents

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KR20240047953A
KR20240047953A KR1020230132891A KR20230132891A KR20240047953A KR 20240047953 A KR20240047953 A KR 20240047953A KR 1020230132891 A KR1020230132891 A KR 1020230132891A KR 20230132891 A KR20230132891 A KR 20230132891A KR 20240047953 A KR20240047953 A KR 20240047953A
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KR
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lens
focal length
refractive power
plastic
lens system
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KR1020230132891A
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유준혁
김미선
양진오
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(주)에이지광학
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Abstract

본 발명은 물체측 면으로부터 상측 면까지 순차적으로 배열된 다수의 렌즈를 포함하는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 있어서, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제2렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제3렌즈; 제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치되는 조리개; 정의 굴절력을 가지며, 물체측 면과 상측 면이 모두 구면이고 유리 재질인 제4렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제5렌즈; 및, 부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제6렌즈;를 포함하며, 상기 렌즈 시스템 전체의 초점거리는 f, 상기 제2렌즈의 초점거리는 f2, 상기 제3렌즈의 초점거리는 f3, 상기 제4렌즈의 초점거리는 f4, 상기 제5렌즈의 초점거리는 f5이며, 각 초점거리는 2.0 < f4/f < 2.5 , -3.0 < f3/f2 < -2.0 , 1.0 < f4/f5 < 1.5 , -2.0 < f6/f5 < -1.5를 만족하도록 구성되어, 기존 유리렌즈를 사용한 경우 대비 약 50%의 원가로 공급 가능하고, 플라스틱 렌즈를 사용하더라도 -40℃ ~ 125℃의 온도범위에서 사용 가능하며, 4M급 이상의 해상력을 가지는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a lens system for image capture including a plurality of lenses arranged sequentially from an object side surface to an image side surface, the lens system comprising: a first lens having negative refractive power; A second lens having negative refractive power and made of plastic; A third lens having positive refractive power and made of plastic; An aperture disposed between the third lens and the fourth lens; a fourth lens having positive refractive power, both the object side surface and the image side surface being spherical and made of glass; A fifth lens having positive refractive power and made of plastic; And, a sixth lens having negative refractive power and made of plastic, wherein the focal length of the entire lens system is f, the focal length of the second lens is f2, the focal length of the third lens is f3, and the focal length of the fourth lens is f2. The focal length is f4, the focal length of the fifth lens is f5, and each focal length is 2.0 < f4/f < 2.5, -3.0 < f3/f2 < -2.0, 1.0 < f4/f5 < 1.5, -2.0 < f6/f5 < Constructed to satisfy -1.5, it can be supplied at a cost of about 50% compared to using existing glass lenses, and even when using plastic lenses, it can be used in a temperature range of -40℃ to 125℃, and has a resolution of 4M or higher. A lens system for image taking may be provided.

Description

이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템{LENS SYSTEM FOR IMAGE ACQUISITION}Lens system for image acquisition {LENS SYSTEM FOR IMAGE ACQUISITION}

본 발명은 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전체 6매의 렌즈 중에 4매를 플라스틱 렌즈로 구성하여 기존 유리 렌즈 대비 매우 저렴하면서도 -40℃ ~ 125℃의 온도범위에서도 4M급 고해상도의 해상도를 보증할 수 있는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a lens system for image capture. More specifically, 4 out of 6 lenses are made up of plastic lenses, which is very inexpensive compared to existing glass lenses and has a 4M class rating even in the temperature range of -40℃ to 125℃. This relates to a lens system for image capture that can guarantee high-resolution resolution.

최근 4차 산업혁명과 함께 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT)·클라우드·5G 등의 기술이 전 세계로 확산되기 시작하면서 산업 분야는 격변기를 맞고 있다. 특히 자동차 산업은 전기차 및 수소차, 자율주행차 등 새로운 시장의 형성으로 광모듈 관련 부품의 성능 및 안전성에 대한 검증 요구가 갈수록 높아지고 있다.Recently, with the Fourth Industrial Revolution, the industrial sector is facing a period of upheaval as technologies such as artificial intelligence (AI), Internet of Things (IoT), cloud, and 5G begin to spread around the world. In particular, in the automobile industry, the demand for verification of the performance and safety of optical module-related components is increasing due to the formation of new markets such as electric vehicles, hydrogen vehicles, and autonomous vehicles.

광모듈 관련 부품 중에서도 특히 렌즈 모듈은 카메라의 성능을 좌우할 수 있는 핵심 요소 부품이다. 최근에는 차량 부픔으로도 다양한 카메라가 점차 더 많이 도입되는 추세다. 후방 카메라는 이미 주위에서 흔하게 찾아볼 수 있고, 사이드 미러를 대신해 차량 옆부분에 카메라가 자리잡은 차량도 속속 시장에서 선보이고 있다. 또한, 자율주행 차량뿐만 아니라 운전자의 시각 대신 차량의 안팎에 카메라가 설치되어 차선 감지, 앞 차량과의 거리를 탐지하기 위한 필수적인 부품이 되어가고 있다.Among optical module-related parts, the lens module in particular is a key element that can determine the performance of a camera. Recently, more and more cameras are being introduced as part of vehicles. Rear-view cameras are already commonly found around us, and vehicles with cameras located on the side of the vehicle instead of side mirrors are being introduced one after another on the market. In addition, not only in autonomous vehicles, but also cameras are installed inside and outside the vehicle instead of the driver's perspective, becoming an essential component for detecting lanes and the distance to the vehicle in front.

렌즈 모듈은 다수 매의 렌즈를 배열하도록 구성되는데, 극지 또는 적도 인근 등의 자동차의 혹독한 환경에서 자동차 내부 및 외부의 온도변화로 광학 소자의 굴절률, 곡률, 렌즈 두께 그리고 경통 부품들의 수축팽창에 의한 간격 변화로 광 모듈의 성능저하가 발생하는 문제점이 있었다. 이에 따라 가혹 환경에서도 견딜 수 있는 렌즈로 주로 유리 렌즈가 사용되었으나, 유리 렌즈를 사용하는 경우 가공의 어려움, 경량화 및 가격이 높은 문제점이 있었다.The lens module is configured to arrange multiple lenses. In the harsh environments of automobiles, such as near the polar regions or near the equator, the refractive index, curvature, and lens thickness of the optical elements change due to temperature changes inside and outside the automobile, and the gap due to contraction and expansion of the barrel components. There was a problem that the performance of the optical module deteriorated due to the change. Accordingly, glass lenses were mainly used as lenses that could withstand harsh environments, but when glass lenses were used, there were problems with processing difficulties, weight reduction, and high prices.

중국공개특허 제112649950호 (2021.04.13) " Lens "Chinese Patent Publication No. 112649950 (2021.04.13) “Lens” 일본등록특허 제7172553호 (2022.11.16) "렌즈 모듈 및 차량용 촬상 장치"Japanese Patent No. 7172553 (2022.11.16) “Lens module and vehicle imaging device”

본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스틱 렌즈를 채용한 하이브리드 기반의 광학계를 적용하여 기존 유리렌즈를 사용한 경우 대비 약 50%의 원가로 공급 가능한 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템을 제공함에 있다.The object of the present invention is to solve the conventional problems as described above. By applying a hybrid-based optical system employing a plastic lens, a lens for image capture can be supplied at a cost of about 50% compared to the case of using a conventional glass lens. To provide a system.

또한, 플라스틱 렌즈를 사용하더라도 -40℃ ~ 125℃의 온도범위에서 사용 가능한 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템을 제공함에 있다.In addition, it provides a lens system for image capture that can be used in a temperature range of -40℃ to 125℃ even when using a plastic lens.

또한, 하이브리드 기반의 광학계를 적용하여 4M급 이상의 해상력을 가지는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템을 제공함에 있다.In addition, a hybrid-based optical system is applied to provide a lens system for image capture with a resolution of 4M or higher.

상기 과제는, 본 발명에 따라, 물체측 면으로부터 상측 면까지 순차적으로 배열된 다수의 렌즈를 포함하는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 있어서, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제2렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제3렌즈; 제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치되는 조리개; 정의 굴절력을 가지며, 물체측 면과 상측 면이 모두 구면이고 유리 재질인 제4렌즈; 정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제5렌즈; 및, 부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제6렌즈;를 포함하며, 상기 렌즈 시스템 전체의 초점거리는 f, 상기 제2렌즈의 초점거리는 f2, 상기 제3렌즈의 초점거리는 f3, 상기 제4렌즈의 초점거리는 f4, 상기 제5렌즈의 초점거리는 f5이며, 각 초점거리는 2.0 < f4/f < 2.5 , -3.0 < f3/f2 < -2.0 , 1.0 < f4/f5 < 1.5 , -2.0 < f6/f5 < -1.5를 만족하도록 구성되는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 의해 달성될 수 있다.The above problem is, according to the present invention, to provide a lens system for image capture including a plurality of lenses sequentially arranged from the object side surface to the image side surface, the first lens having negative refractive power; A second lens having negative refractive power and made of plastic; A third lens having positive refractive power and made of plastic; An aperture disposed between the third lens and the fourth lens; a fourth lens having positive refractive power, both the object side surface and the image side surface being spherical and made of glass; A fifth lens having positive refractive power and made of plastic; And, a sixth lens having negative refractive power and made of plastic, wherein the focal length of the entire lens system is f, the focal length of the second lens is f2, the focal length of the third lens is f3, and the focal length of the fourth lens is f2. The focal length is f4, the focal length of the fifth lens is f5, and each focal length is 2.0 < f4/f < 2.5, -3.0 < f3/f2 < -2.0, 1.0 < f4/f5 < 1.5, -2.0 < f6/f5 < This can be achieved by a lens system for image taking configured to satisfy -1.5.

여기서, 상기 제5렌즈와 제6렌즈의 광축 상의 사이거리는 0.5mm 이하일 수 있다.Here, the distance between the fifth lens and the sixth lens on the optical axis may be 0.5 mm or less.

또한, 상기 제1렌즈는 유리 또는 폴리머 재질일 수 있다.Additionally, the first lens may be made of glass or polymer.

또한, 상기 제5렌즈의 아베수(vd5)와 상기 제6렌즈의 아베수(vd6)는 vd5 > 50, vd6 < 30 를 만족할 수 있다.Additionally, the Abbe number (vd5) of the fifth lens and the Abbe number (vd6) of the sixth lens may satisfy vd5 > 50 and vd6 < 30.

또한, 상기 렌즈시스템의 Fno는 2.2 이하일 수 있다.Additionally, the Fno of the lens system may be 2.2 or less.

또한, 상기 렌즈시스템의 사용온도 범위는 -45 이상 105℃ 이하일 수 있다.Additionally, the use temperature range of the lens system may be -45 to 105°C.

본 발명에 따르면, 플라스틱 렌즈를 채용한 하이브리드 기반의 광학계를 적용하여 기존 유리렌즈를 사용한 경우 대비 약 50%의 원가로 공급 가능한 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템이 제공된다.According to the present invention, a lens system for image capture is provided that can be supplied at a cost of about 50% compared to the case of using a conventional glass lens by applying a hybrid-based optical system employing a plastic lens.

또한, 플라스틱 렌즈를 사용하더라도 -40℃ ~ 125℃의 온도범위에서 사용 가능한 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템이 제공된다.In addition, a lens system for image capture that can be used in a temperature range of -40℃ to 125℃ is provided even when using a plastic lens.

또한, 하이브리드 기반의 광학계를 적용하여 4M급 이상의 해상력을 가지는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템이 제공된다.In addition, a lens system for image capture with a resolution of 4M or higher is provided by applying a hybrid-based optical system.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템의 개략도,
도 2는 도 1의 렌즈 시스템의 수차 특성 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a lens system for image pickup according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph of the aberration characteristics of the lens system of FIG. 1.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 설명하기로 한다.Prior to description, in various embodiments, components having the same configuration will be described using the same symbols.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a lens system for image capture according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

제1렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.The first lens refers to the lens closest to the object side, and the sixth lens refers to the lens closest to the image sensor.

각각의 렌즈에서 제1면은 물체측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), 상고(IMGH, 이미지 센서의 촬상면의 대각 길이의 1/2) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, FOV(촬상 광학계의 화각)의 단위는 Degree 이다.In each lens, the first surface refers to the surface close to the object side (or, the object side surface), and the second surface refers to the surface close to the image side (or, the image side surface). In addition, in this specification, the values for the radius of curvature of the lens, thickness, image height (IMGH, 1/2 of the diagonal length of the image sensor's imaging surface), etc. are all in mm units, and FOV (angle of view of the imaging optical system) The unit is Degree.

아울러, 각 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 근축 영역 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. 상기 근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.In addition, in the description of the shape of each lens, the shape that one side is convex means that the paraxial region of the surface is convex, and the shape that one side is concave means that the paraxial region of the surface is concave. Therefore, even if one surface of the lens is described as having a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Likewise, even if one side of the lens is described as having a concave shape, the edge of the lens may be convex. The paraxial region refers to a very narrow area near the optical axis.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템은 6매의 렌즈를 포함한다. 일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템은 물체 측으로부터 순서대로 배치되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 조리개, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈를 포함하여 구성된다.A lens system for image taking according to an embodiment of the present invention includes six lenses. For example, the lens system for image capture according to an embodiment of the present invention includes a first lens, a second lens, a third lens, an aperture, a fourth lens, a fifth lens, and a sixth lens arranged in order from the object side. It consists of:

또한, 본 발명의 이미지 촬상용 렌즈 시스템은 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 광량을 조절하기 위하나 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개는 제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치될 수 있다.Additionally, the lens system for image capturing of the present invention may further include an image sensor for converting an image of an incident subject into an electrical signal. Additionally, an aperture may be further included to control the amount of light. For example, the aperture may be disposed between the third and fourth lenses.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템을 구성하는 제1렌즈 내지 제6렌즈 중 일부는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 나머지는 유리 재질 또는 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 유리 재질 또는 폴리머 재질의 렌즈는 플라스틱 재질의 렌즈와 광학 특성이 다를 수 있다.Some of the first to sixth lenses constituting the lens system for image capture according to an embodiment of the present invention may be made of plastic materials, and the remainder may be made of glass or polymer materials. Additionally, lenses made of glass or polymer may have different optical characteristics from lenses made of plastic.

예를 들어, 제1렌즈와 제4렌즈는 유리 재질 또는 폴리머 재질일 수 있고, 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다.For example, the first and fourth lenses may be made of glass or polymer, and the second, third, fifth, and sixth lenses may be made of plastic.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템을 구성하는 제1렌즈 내지 제7 렌즈 중 일부는 비구면 렌즈일 수 있고, 나머지는 구면 렌즈일 수 있다.In addition, some of the first to seventh lenses constituting the lens system for image capture according to an embodiment of the present invention may be aspherical lenses, and the remainder may be spherical lenses.

일례로, 제1렌즈와 제4렌즈는 각각 제1면과 제2면이 구면일 수 있다. 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 제1면과 제2면이 비구면일 수 있다.For example, the first and second surfaces of the first and fourth lenses may be spherical, respectively. The first and second surfaces of the second lens, third lens, fifth lens, and sixth lens may be aspherical.

즉, 제1렌즈 및 제4 렌즈는 유리 재질 또는 폴리머 재질이면서 제1면과 제2면이 구면으로 구성되고, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈는 플라스틱 재질이면서 제1면과 제2면이 비구면으로 구성될 수 있다.That is, the first lens and fourth lens are made of glass or polymer and the first and second surfaces are spherical, and the third, fifth, and sixth lenses are made of plastic and have first and second surfaces. The surface may be configured as an aspherical surface.

상기 비구면은 아래의 수학식 1로 표현된다.The aspheric surface is expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리, c는 렌즈의 곡률 반경(r)의 역수, K는 코닉(Conic) 상수, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러 상수 A ~ E는 비구면 계수를 의미한다.In Equation 1, Z is the distance from any point on the aspherical surface of the lens to the vertex of the aspherical surface, c is the reciprocal of the radius of curvature (r) of the lens, K is the Conic constant, and Y is an arbitrary point on the aspherical surface of the lens. It represents the distance from the point to the optical axis. In addition, the constants A to E refer to the aspheric coefficient.

제1렌즈 내지 제6렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 부/부/정/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.The imaging optical system consisting of the first to sixth lenses may have refractive powers of negative/negative/positive/positive/positive/negative in that order from the object side.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템은 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.Meanwhile, the lens system for image capturing according to an embodiment of the present invention can satisfy the following conditional expressions.

[조건식 1] TTL/(2*IMGH) < 2.75[Conditional Expression 1] TTL/(2*IMGH) < 2.75

[조건식 2] 2.0 < f4/f < 2.5[Conditional Expression 2] 2.0 < f4/f < 2.5

[조건식 3] -3.0 < f3/f2 < -2.0[Conditional Expression 3] -3.0 < f3/f2 < -2.0

[조건식 4] 1.0 < f4/f5 < 1.5[Conditional Expression 4] 1.0 < f4/f5 < 1.5

[조건식 5] -2.0 < f6/f5 < -1.5[Conditional Expression 5] -2.0 < f6/f5 < -1.5

[조건식 6] vd5 > 50[Conditional Expression 6] vd5 > 50

[조건식 7] vd6 > 30[Conditional Expression 7] vd6 > 30

[조건식 8] P5 thi ≤ 0.5[Conditional Expression 8] P5 thi ≤ 0.5

조건식들에서 TTL은 제1렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리, IMGH는 이미지 센서의 촬상면의 대각 길이의 1/2, f는 렌즈 시스템 전체의 초점거리, f2는 제2렌즈의 초점거리, f3는 제3렌즈의 초점거리, f4는 제4렌즈의 초점거리, f5는 제5렌즈의 초점거리, vd5는 제5렌즈의 아베수, vd6는 제6렌즈의 아베수, P5 thi는 제5렌즈와 제6렌즈 사이 거리이다.In the conditional expressions, TTL is the distance from the object side of the first lens to the imaging surface of the image sensor, IMGH is 1/2 of the diagonal length of the imaging surface of the image sensor, f is the focal length of the entire lens system, and f2 is the distance of the second lens. Focal length, f3 is the focal length of the third lens, f4 is the focal length of the fourth lens, f5 is the focal length of the fifth lens, vd5 is the Abbe number of the fifth lens, vd6 is the Abbe number of the sixth lens, P5 thi is the distance between the 5th lens and the 6th lens.

제5렌즈와 제6렌즈의 아베수 및 사이거리를 설정함으로써 색 수차 보정 성능을 개선할 수 있다.Chromatic aberration correction performance can be improved by setting the Abbe number and distance between the fifth and sixth lenses.

이와 같이, 본 발명의 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템은 전체 6매의 렌즈로 구성되고 이 중에서 플라스틱 렌즈를 4매 채용하여 4M의 높은 해상도를 보증하면서도 제작비용을 절감할 수 있다.As such, the lens system for image capture of the present invention consists of a total of 6 lenses, of which 4 plastic lenses are used, thereby ensuring a high resolution of 4M and reducing production costs.

아울러 제1렌즈와 제4렌즈를 열팽창계수가 상대적으로 작은 유리 또는 폴리머 재질로 형성하고, 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈를 플라스틱 재질로 형성하므로, 광각의 고해상도를 구현함과 동시에 폭넓은 온도 변화(-45℃ ~ 105℃)에서도 해상도를 보증할 수 있다.In addition, the first and fourth lenses are made of glass or polymer material with a relatively small thermal expansion coefficient, and the second, third, fifth, and sixth lenses are made of plastic, realizing wide-angle high resolution. At the same time, resolution can be guaranteed even over a wide range of temperature changes (-45℃ to 105℃).

또한, 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템은 2.2이하의 fno(렌즈 시스템의 밝기를 나타내는 상수)를 가지므로 조도가 낮은 환경에서도 물체를 선명하게 촬영할 수 있다.Additionally, the lens system for image capture has an fno (a constant representing the brightness of the lens system) of 2.2 or less, so objects can be captured clearly even in low-light environments.

한편, 제1렌즈 내지 제6렌즈가 배치되는 하우징은 플라스틱 재질로 형성되고, 주변 환경의 온도 변화에 따라 하우징이 수축 또는 팽창하게 된다. 따라서, 온도 변화에 따른 하우징의 변형에 의해 제6렌즈와 이미지 센서 사이의 거리가 변화되어 결국 초점이 제대로 맺히지 않는 문제가 생길 수 있다.Meanwhile, the housing where the first to sixth lenses are disposed is made of plastic material, and the housing contracts or expands depending on temperature changes in the surrounding environment. Therefore, the distance between the sixth lens and the image sensor changes due to deformation of the housing due to temperature changes, which may ultimately cause problems with poor focus.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템은 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈가 플라스틱 재질로 형성되므로, 주변 환경의 온도 변화에 따라 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈가 수축 또는 팽창하게 된다.However, in the lens system for image capturing according to an embodiment of the present invention, the second lens, third lens, fifth lens, and sixth lens are formed of plastic material, so depending on temperature changes in the surrounding environment, the second lens, The third lens, fifth lens, and sixth lens contract or expand.

따라서, 온도 변화에 따른 하우징의 형상 변형량을 고려하여 제2렌즈, 제3렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈의 변형량을 설계함으로써, 온도 변화가 있더라도 초점 위치가 변화되지 않도록 구성할 수 있다.Therefore, by designing the amount of deformation of the second lens, third lens, fifth lens, and sixth lens in consideration of the amount of shape deformation of the housing due to temperature change, the focus position can be configured not to change even if there is a temperature change.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 촬상을 위한 렌즈시스템은 온도 변화에 따른 제6렌즈와 이미지 센서 사이의 거리 변화량이, 온도 변화에 따른 초점 위치 변화량과 대응되도록 구성될 수 있다.That is, the lens system for image capture according to an embodiment of the present invention may be configured such that the amount of change in distance between the sixth lens and the image sensor according to temperature change corresponds to the amount of change in focus position due to temperature change.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템의 개략도이고, 도 2는 도 1의 렌즈 시스템의 수차 특성 그래프이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a lens system for image pickup according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph of aberration characteristics of the lens system of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1렌즈(100), 제2렌즈(200), 제3렌즈(300), 제4렌즈(400), 제5렌즈(500) 및 제6렌즈(600)를 구비하는 광학계와 조리개(ST), 광학필터(700) 및 이미지 센서(800)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention includes a first lens 100, a second lens 200, a third lens 300, a fourth lens 400, and a fifth lens ( 500) and an optical system including a sixth lens 600, an aperture (ST), an optical filter 700, and an image sensor 800.

각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수))은 표 1과 같다.The lens characteristics (radius of curvature, thickness of the lens or distance between lenses, index of refraction, Abbe number) of each lens are shown in Table 1.

상고(IMGH)는 5.87 mm 이다.The height (IMGH) is 5.87 mm.

상기 표 1의 면 번호에서 *표기는 비구면임을 나타낸다.In the surface numbers in Table 1 above, * indicates an aspherical surface.

상기 제1렌즈(100)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈(100)의 제1면(1)은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제1렌즈(100)의 제2면(2)은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The first lens 100 has negative refractive power and has a meniscus shape convex toward the object. For example, the first surface 1 of the first lens 100 is convex in the paraxial region, and the second surface 2 of the first lens 100 is concave in the paraxial region.

상기 제2렌즈(200)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈(200)의 제1면(4)은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2렌즈(200)의 제2면(5)은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The second lens 200 has negative refractive power and has a meniscus shape convex toward the object. For example, the first surface 4 of the second lens 200 is convex in the paraxial region, and the second surface 5 of the second lens 200 is concave in the paraxial region.

상기 제3렌즈(300)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈(300)의 제1면(7)은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3렌즈(300)의 제2면(8)은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The third lens 300 has positive refractive power and has a meniscus shape convex toward the object. For example, the first surface 7 of the third lens 300 is convex in the paraxial region, and the second surface 8 of the third lens 300 is concave in the paraxial region.

제4렌즈(400)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈(400)의 제1면(10)과 제2면(11)은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fourth lens 400 has positive refractive power and has a shape where both sides are convex. For example, the first surface 10 and the second surface 11 of the fourth lens 400 have a convex shape in the paraxial region.

제5렌즈(500)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제5렌즈(500)의 제1면(13)과 제2면(14)은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.The fifth lens 500 has positive refractive power and has a shape where both sides are convex. For example, the first surface 13 and the second surface 14 of the fifth lens 500 have a convex shape in the paraxial region.

제6렌즈(600)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 예를 들어, 제6렌즈(600)의 제1면(15)과 제2면(16)은 근축 영역에서 오목한 형상이다.The sixth lens 600 has negative refractive power and has a concave shape on both sides. For example, the first surface 15 and the second surface 16 of the sixth lens 600 have a concave shape in the paraxial region.

또한, 제1렌즈(100)는 외부환경에 가장 가까이 위치하고, 외부 긁힘과 습도 등에 견디고 광각의 빛을 수렴하기 위해 유리 재질 또는 유리와 유사한 폴리머 재질로 형성될 수 있다. 제4렌즈(400)는 물체측 면과 상측 면이 모두 비구면인 유리 재질로 형성된다. 제4렌즈(400)는 수렴렌즈 역할을 하므로 유리 재질로 형성됨으로써 온도 변화에 따른 변형을 최소화할 수 있다.Additionally, the first lens 100 is located closest to the external environment and may be made of glass or a polymer material similar to glass to withstand external scratches and humidity and to converge wide-angle light. The fourth lens 400 is made of a glass material whose object-side surface and image-side surface are both aspherical. Since the fourth lens 400 functions as a converging lens, it can minimize deformation due to temperature changes by being made of glass.

한편, 제2렌즈(200), 제3렌즈(300), 제5렌즈(500) 및 제6렌즈(600)의 제1면과 제2면은 표 2 및 표 3에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다.Meanwhile, the first and second surfaces of the second lens 200, third lens 300, fifth lens 500, and sixth lens 600 have aspheric coefficients as shown in Tables 2 and 3. has

제2렌즈2nd lens 제3렌즈Third lens 44 55 77 88 KK -2.09007413E+00-2.09007413E+00 -2.20264825E+72-2.20264825E+72 -2.55626514E+00-2.55626514E+00 -1.87330782E+00-1.87330782E+00 AA 2.76821868E-042.76821868E-04 3.61016944E-043.61016944E-04 -1.41634802E-03-1.41634802E-03 -1.12056108E-03-1.12056108E-03 BB -4.68149076E-07-4.68149076E-07 -1.10811800E-06-1.10811800E-06 3.30960876E-063.30960876E-06 -6.56010243E-03-6.56010243E-03 CC 4.01292143E-094.01292143E-09 -5.88144256E-07-5.88144256E-07 2.30041427E-062.30041427E-06 1.82777282E-051.82777282E-05 DD -2.59878489E-10-2.59878489E-10 4.65455107E-084.65455107E-08 -1.37951719E-07-1.37951719E-07 -1.66848032E-06-1.66848032E-06 EE 5.93042472E-115.93042472E-11 -1.41916301E-09-1.41916301E-09 4.34544722E-094.34544722E-09 8.29509373E-088.29509373E-08

제5렌즈5th lens 제6렌즈6th lens 1313 1414 1515 1616 KK -1.12692601E+48-1.12692601E+48 1.19945747E+001.19945747E+00 -4.03724774E+00-4.03724774E+00 3.12834834E+003.12834834E+00 AA 1.68694048E-031.68694048E-03 1.22305453E-031.22305453E-03 -1.55135099E-05-1.55135099E-05 -8.30433796E-05-8.30433796E-05 BB -2.03624181E-04-2.03624181E-04 -1.25001410E-04-1.25001410E-04 1.194814112E-051.194814112E-05 1.21631324E-051.21631324E-05 CC 1.79548226E-051.79548226E-05 4.81806295E-064.81806295E-06 -4.20412798E-06-4.20412798E-06 -1.60497430E-06-1.60497430E-06 DD -8.90787993E-07-8.90787993E-07 3.28191660E-073.28191660E-07 3.65718855E-073.65718855E-07 1.04925984E-071.04925984E-07 EE 2.20436466E-082.20436466E-08 -4.15727200E-08-4.15727200E-08 -1.68188792E-08-1.68188792E-08 -4.00249344E-09-4.00249344E-09

상기 제2렌즈(200), 제3렌즈(300), 제5렌즈(500) 및 제6렌즈(600)는 비구면 렌즈이고, 플라스틱 재질로 구성된다. 여기서 제2렌즈(200), 제3렌즈(300), 제5렌즈(500) 및 제6렌즈(600)는 동일한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.The second lens 200, third lens 300, fifth lens 500, and sixth lens 600 are aspherical lenses and are made of plastic material. Here, the second lens 200, third lens 300, fifth lens 500, and sixth lens 600 may be made of plastic material with the same optical characteristics.

한편, 제5렌즈(500)의 아베수(vd5)는 50을 초과하고, 제6렌즈(600)의 아베수(vd6)는 30 미만으로 형성하며, 제5렌즈(500)와 제6렌즈(600) 사이 거리(P5 thi)는 0.5mm이하가 되도록 설치됨으로써 색 수차 보정 성능을 개선할 수 있다.Meanwhile, the Abbe number (vd5) of the fifth lens 500 exceeds 50, the Abbe number (vd6) of the sixth lens 600 is less than 30, and the fifth lens 500 and the sixth lens ( 600) The chromatic aberration correction performance can be improved by installing the distance (P5 thi) to be less than 0.5 mm.

그리고, 조리개(ST)는 제3렌즈(300)와 제4렌즈(400) 사이에 배치될 수 있다.And, the aperture ST may be disposed between the third lens 300 and the fourth lens 400.

제6렌즈(600)와 이미지 센서(800) 사이에는 광학 필터(700)가 위치될 수 있다. 광학 필터(700)는 적외선 필터, 커버 글래스 등이 사용될 수 있으며, 이러한 광학 필터는 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 본다.An optical filter 700 may be positioned between the sixth lens 600 and the image sensor 800. An infrared filter, a cover glass, etc. may be used as the optical filter 700, and such optical filters are not considered to affect optical performance.

상술한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 촬상용 렌즈 시스템은 도 2와 같은 수차 특성을 가질 수 있다.The lens system for image pickup according to the first embodiment of the present invention as described above may have aberration characteristics as shown in FIG. 2.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It is considered to be within the scope of the claims of the present invention to the extent that anyone skilled in the art can make modifications without departing from the gist of the invention as claimed in the claims.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
100 : 제1렌즈 200 : 제2렌즈
300 : 제3렌즈 400 : 제4렌즈
500 : 제5렌즈 600 : 제6렌즈
700 : 광학필터 800 : 이미지 센서
ST : 조리개
※Explanation of symbols for main parts of the drawing※
100: first lens 200: second lens
300: Third lens 400: Fourth lens
500: 5th lens 600: 6th lens
700: Optical filter 800: Image sensor
ST: Aperture

Claims (6)

물체측 면으로부터 상측 면까지 순차적으로 배열된 다수의 렌즈를 포함하는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템에 있어서,
부의 굴절력을 가지는 제1렌즈;
부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제3렌즈;
제3렌즈와 제4렌즈 사이에 배치되는 조리개;
정의 굴절력을 가지며, 물체측 면과 상측 면이 모두 구면이고 유리 재질인 제4렌즈;
정의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제5렌즈; 및,
부의 굴절력을 가지며, 플라스틱 재질의 제6렌즈;를 포함하며,
상기 렌즈 시스템 전체의 초점거리는 f, 상기 제2렌즈의 초점거리는 f2, 상기 제3렌즈의 초점거리는 f3, 상기 제4렌즈의 초점거리는 f4, 상기 제5렌즈의 초점거리는 f5이며,
각 초점거리는 2.0 < f4/f < 2.5 , -3.0 < f3/f2 < -2.0 , 1.0 < f4/f5 < 1.5 , -2.0 < f6/f5 < -1.5를 만족하도록 구성되는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템.
In a lens system for image taking including a plurality of lenses arranged sequentially from the object side to the image side,
A first lens having negative refractive power;
A second lens having negative refractive power and made of plastic;
A third lens having positive refractive power and made of plastic;
An aperture disposed between the third lens and the fourth lens;
a fourth lens having positive refractive power, both the object side surface and the image side surface being spherical and made of glass;
A fifth lens having positive refractive power and made of plastic; and,
It has negative refractive power and includes a sixth lens made of plastic,
The focal length of the entire lens system is f, the focal length of the second lens is f2, the focal length of the third lens is f3, the focal length of the fourth lens is f4, and the focal length of the fifth lens is f5,
A lens system for image capture where each focal length satisfies the following: 2.0 < f4/f < 2.5, -3.0 < f3/f2 < -2.0, 1.0 < f4/f5 < 1.5, -2.0 < f6/f5 < -1.5.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈와 제6렌즈의 광축 상의 사이거리는 0.5 이하인 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템.
According to paragraph 1,
A lens system for image capture wherein the distance between the fifth lens and the sixth lens on the optical axis is 0.5 or less.
제1항에 있어서,
상기 제1렌즈는 유리 또는 폴리머 재질인 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템.
According to paragraph 1,
A lens system for image capture wherein the first lens is made of glass or polymer.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈의 아베수(vd5)와 상기 제6렌즈의 아베수(vd6)는 vd5 < 30, vd6 > 50를 만족하는 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템.
According to paragraph 1,
A lens system for image capture where the Abbe number (vd5) of the fifth lens and the Abbe number (vd6) of the sixth lens satisfy vd5 < 30 and vd6 > 50.
제1항에 있어서,
상기 렌즈시스템의 Fno는 2.2 이하인 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템
According to paragraph 1,
A lens system for image capture where the Fno of the lens system is 2.2 or less.
제1항에 있어서,
상기 렌즈시스템의 사용온도 범위는 -45 이상 105℃ 이하인 이미지 촬상을 위한 렌즈 시스템.
According to paragraph 1,
A lens system for image capture with a temperature range of -45 to 105°C.
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