WO2017155303A1 - 촬영 렌즈 광학계 - Google Patents

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WO2017155303A1
WO2017155303A1 PCT/KR2017/002513 KR2017002513W WO2017155303A1 WO 2017155303 A1 WO2017155303 A1 WO 2017155303A1 KR 2017002513 W KR2017002513 W KR 2017002513W WO 2017155303 A1 WO2017155303 A1 WO 2017155303A1
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WO
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lens
optical system
conditional expression
image sensor
subject
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/002513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정필선
김동영
안치호
Original Assignee
주식회사 에이스솔루텍
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/58—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged - + + -

Definitions

  • the present invention relates to an optical device, and more particularly, to a lens optical system employed in a camera.
  • CMOS image sensors complementary metal oxide semiconductor image sensors
  • CCDs charge coupled devices
  • Lens optics used in automotive cameras and action cams are highly exposed to the external environment because they are highly exposed to the external environment. Therefore, the existing lens optical system uses a lot of highly reliable spherical glass lens.
  • the spherical glass lens has a low degree of freedom in optical design, when the optical system is applied to the spherical glass lens, the number of lenses increases and the price increases.
  • compact optical system configuration since a large number of lenses are used, compact optical system configuration may be difficult.
  • the present invention has been made in an effort to improve the above-described problems of the related art, and to provide a compact lens optical system having a wide angle (ultra wide angle) and a short length.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a lens optical system that can solve the problems caused by the existing spherical glass lens by applying an aspherical glass lens.
  • an embodiment of the present invention provides a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, and a first lens, which are sequentially arranged from the subject side between the subject and the image sensor on which the image of the subject is formed.
  • the first lens has a negative refractive power
  • the second lens has a positive refractive power and a convex entrance surface toward the subject.
  • the third lens has a positive refractive power and has a convex exit surface toward the image sensor.
  • the fourth lens has a positive refractive power and a convex exit surface toward the image sensor.
  • the five lens provides a lens optical system having a negative refractive power and a concave incidence surface with respect to the subject.
  • the lens optical system may satisfy at least one of the following Conditional Expressions (1) to (6).
  • FOV is an angle of view of the lens optical system.
  • TTL represents the distance from the incident surface of the first lens to the image sensor
  • ImgH represents the diagonal length of the maximum pixel area of the image sensor
  • TL4L5 (unit: mm) is a distance between the fourth lens and the fifth lens.
  • TL1 represents the center thickness of the first lens
  • TL2 represents the center thickness of the second lens
  • TL1L2 represents the distance between the first lens and the second lens
  • OAL is incident of the first lens The distance from the center of the surface to the center of the exit surface of the fifth lens is shown.
  • Conditional Expression (4) may be 0.15 ⁇ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ⁇ 0.25.
  • Nd1 represents the refractive index of the first lens
  • Nd5 represents the refractive index of the fifth lens
  • Abv1 represents the Abbe number of the first lens
  • Abv5 represents the Abbe number of the fifth lens
  • the fourth lens and the fifth lens may be bonded to each other to form a single lens.
  • the bonding lens may have positive refractive power.
  • At least one of the entrance face and the exit face of the bonded lens may be aspherical.
  • the first lens, the second lens, and the third lens may be aspherical lenses.
  • the incident surface of the first lens may have at least one inflection point from the center to the edge.
  • the center portion of the incident surface of the first lens may be concave with respect to the subject and may be convex while going to the edge.
  • the exit surface of the second lens may be convex toward the subject.
  • the first to fifth lenses may be glass lenses.
  • An aperture may be further provided between the subject and the image sensor.
  • the aperture may be disposed between the second lens and the third lens.
  • Infrared blocking means may be further provided between the subject and the image sensor.
  • the infrared blocking means may be disposed between the fifth lens and the image sensor.
  • a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, and a fifth lens which are sequentially arranged from the subject side, are provided between a subject and an image sensor on which the image of the subject is formed.
  • the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens have negative refractive power of negative, positive, positive, positive, and negative, respectively.
  • the first lens is an aspherical lens having an exit surface concave with respect to the image sensor
  • the second lens is an aspherical lens having an entrance surface convex toward the subject side
  • the third lens is a convex exit surface toward the image sensor side.
  • the joint lens has a positive refractive power, at least one of the incident surface and the exit surface of the bonded lens Is provided with an aspherical lens optics .
  • An angle of view of the lens optical system may be greater than about 100 °, and a distance from the incident surface of the first lens to the image sensor may be smaller than about 8 mm.
  • the lens optical system may satisfy at least one of the following Conditional Expressions (1) to (6).
  • FOV represents the angle of view of the lens optical system
  • TTL represents the distance from the incident surface of the first lens to the image sensor
  • ImgH represents the diagonal length of the maximum pixel area of the image sensor
  • TL4L5 (unit: mm) represents the distance between the fourth lens and the fifth lens
  • TL1 represents the center thickness of the first lens
  • TL2 represents the center thickness of the second lens
  • TL1L2 represents the first lens and the second lens.
  • OAL represents a distance from the center of the incident surface of the first lens to the center of the exit surface of the fifth lens
  • Nd1 represents the refractive index of the first lens
  • Nd5 represents the fifth The refractive index of the lens is shown
  • Abv1 represents the Abbe number of the first lens
  • Abv5 represents the Abbe number of the fifth lens.
  • the first to fifth lenses may be glass lenses.
  • An aperture may be further provided between the second lens and the third lens.
  • Infrared blocking means may be further provided between the fifth lens and the image sensor.
  • compact lens optics with a wide field of view (ultra wide angle) and short overall length can be realized.
  • the lens optical system according to the embodiment of the present invention has the refractive power of the negative, positive, positive, positive, positive, and negative arranged sequentially in the direction of the image sensor from the subject. It includes a first to fifth lens having a, may satisfy at least one of the above-described condition (1) to condition (6).
  • Such a lens optical system can be easily (goodly) corrected for various aberrations with a wide field of view and a short electric field, and can be advantageous for high performance and miniaturization / light weight of a camera.
  • an aspherical glass lens to at least one of the first to fifth lenses, it is possible to secure high reliability and to easily secure excellent performance.
  • 1 to 3 are cross-sectional views showing the arrangement of main components of the lens optical system according to the first to third embodiments of the present invention, respectively.
  • FIG. 4 is an aberration diagram showing longitudinal spherical aberration, image curvature and distortion of the lens optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an aberration diagram showing longitudinal spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens optical system according to the second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an aberration diagram showing longitudinal spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens optical system according to the third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 3 show a lens optical system according to the first to third embodiments of the present invention, respectively.
  • the lens optical system according to the exemplary embodiments of the present invention may be arranged in order from the subject OBJ side between the subject OBJ and the image sensor IMG that forms an image of the subject OBJ.
  • a first lens I, a second lens II, a third lens III, a fourth lens IV and a fifth lens V are provided.
  • the first lens I may have negative refractive power.
  • the incident surface 1 * of the first lens I may have at least one inflection point going from the center portion to the edge thereof.
  • the central portion of the incident surface 1 * of the first lens I may be concave with respect to the subject OBJ, and may be convex toward the edge.
  • the emission surface 2 * of the first lens I may be concave with respect to the image sensor IMG.
  • the second lens II may have a positive refractive power and may have a convex shape toward the object OBJ.
  • the incident surface 3 * of the second lens II may be convex toward the object OBJ, and the exit surface 4 * of the second lens II may also be convex toward the object OBJ. Accordingly, the second lens II may be a meniscus lens that is convex toward the object OBJ.
  • the third lens III may have positive refractive power and may have an exit surface 7 * that is convex toward the image sensor IMG.
  • the incident surface 6 * of the third lens III may be convex toward the object OBJ.
  • the third lens III may be a lens in which both surfaces (that is, the incident surface 6 * and the exit surface 7 *) are convex, that is, a biconvex lens.
  • the absolute value of the radius of curvature of the incident surface 6 * may be greater than the absolute value of the radius of curvature of the exit surface 7 *.
  • At least one of the first to third lenses I to III may be an aspheric lens.
  • the entrance surfaces 1 *, 3 *, 6 * and the exit surfaces 2 *, 4 *, 7 * of at least one of the first to third lenses I to III may be aspherical.
  • the incident surfaces 1 *, 3 *, 6 * and the exit surfaces 2 *, 4 *, 7 * of each of the first to third lenses I to III may be aspherical.
  • the fourth lens IV may have a positive refractive power and may have an exit surface 9 that is convex toward the image sensor IMG.
  • the incident surface 8 * of the fourth lens IV may be convex toward the object OBJ.
  • the fifth lens V may have a negative refractive power and may have a convex shape toward the image sensor IMG.
  • the incident surface 10 and the emitting surface 11 * of the fifth lens V may be convex toward the image sensor IMG.
  • the absolute value of the radius of curvature of the exit surface 11 * of the fifth lens V may be greater than the absolute value of the radius of curvature of the incident surface 10.
  • the fourth lens IV and the fifth lens V may be bonded to each other to form one bonding lens CL1.
  • an interval between the fourth lens IV and the fifth lens V may be zero or close to zero.
  • the emission surface 9 of the fourth lens IV and the incident surface 10 of the fifth lens V may be substantially the same surface (bonding surface) or surfaces very close to each other.
  • the junction lens CL1 including the fourth lens IV and the fifth lens V may have positive refractive power.
  • the incident surface 8 * of the bonding lens CL1, that is, the incident surface 8 * of the fourth lens IV and the exit surface 11 * of the bonding lens CL1, that is, the fifth lens V At least one of the exit surface 11 * may be an aspherical surface.
  • both the entrance face 8 * and the exit face 11 * of the bonding lens CL1 may be aspherical.
  • the bonding surface (ie, 9/10) between the fourth lens IV and the fifth lens V may be spherical.
  • the exit surface 9 of the fourth lens IV and the incident surface 10 of the fifth lens V may be spherical surfaces.
  • At least one of the first to fifth lenses I to V may be a glass lens.
  • all of the first to fifth lenses I to V may be glass lenses. Since each of the first to fifth lenses I to V may have at least one aspherical surface, the first to fifth lenses I to V may be an aspheric glass lens. In this case, the first to fifth lenses I to V may be manufactured using a moldable glass material. In this way, when the aspherical glass lens is used, the high reliability characteristics of the glass lens can be ensured, and at the same time, the advantages (performance improvement, reduction in overall length, miniaturization, etc.) due to the aspherical surface can be realized.
  • the outer diameter of the first lens I may be the largest among the first to fifth lenses I to V, and the outer diameter of the third lens III may be the smallest.
  • the outer diameter may gradually increase from the third lens III to the fourth lens IV and the fifth lens V.
  • the outer diameter of the second lens II may be considerably smaller than the first lens I and somewhat larger than the third lens III.
  • An aperture S1 and an infrared ray blocking unit VI may be further disposed between the subject OBJ and the image sensor IMG.
  • the aperture S1 may be provided between the second lens II and the third lens III.
  • the infrared ray blocking means VI may be provided between the fifth lens V and the image sensor IMG.
  • the infrared blocking means VI may be an infrared blocking filter. In some cases, the positions of the diaphragm S1 and the infrared ray blocking means VI may vary.
  • the lens optical system according to the embodiments of the present invention having the above-described configuration preferably satisfies at least one of the following conditional expressions (1) to (6).
  • the FOV is an angle of view of the lens optical system.
  • the angle of view may be a diagonal field of view of the lens optical system.
  • TTL represents the distance from the incident surface 1 * of the first lens I to the image sensor IMG, that is, the overall length (full length) of the lens optical system
  • ImgH is the maximum of the image sensor IMG. Indicates the diagonal length of the pixel area.
  • the TTL is the distance measured along the optical axis. In other words, the TTL may be a straight line distance from the center of the incident surface 1 * of the first lens I to the center of the image sensor IMG.
  • the ImgH may be the maximum diagonal length of the image sensor IMG.
  • Satisfying Conditional Expression (1) and Conditional Expression (2) means that the lens optical system according to the present embodiment has a wide field of view (wide / ultra wide angle) and at the same time has a short full length (TTL).
  • the angle of view (FOV) of the lens optical system may be about 100 ° or more or about 120 ° or more, and the total length TTL may be about 10 mm or less or about 8 mm or less.
  • TTL is not so large compared to ImgH, conditional expression (2) can be satisfied.
  • a compact lens optical system having a wide angle (ultra wide angle) angle of view and a short electric field may be realized.
  • TTL / ImgH approaches the lower limit value (1) in the conditional formula (2), it may be advantageous to compact the lens optical system.
  • various aberrations such as spherical aberration may increase.
  • the TTL / ImgH is larger than the upper limit value 2, the total length of the lens optical system becomes longer, which makes it difficult to compact. Therefore, setting the TTL / ImgH to the above range may be advantageous for compacting and securing performance of the lens optical system.
  • TL4L5 (unit: mm) is a distance between the fourth lens (IV) and the fifth lens (V).
  • TL4L5 is the distance measured along the optical axis. That is, it is a linear distance between the center part of the exit surface 9 of the 4th lens IV and the center part of the entrance surface 10 of the 5th lens V.
  • the conditional expression (3) means that the fourth lens (IV) and the fifth lens (V) constitute one junction lens CL1 or are in close proximity to the junction lens.
  • the fourth lens IV and the fifth lens V may be bonded to each other or disposed in close proximity to each other.
  • an aspherical surface to the incident surface 8 * and the exit surface 11 * of the bonding lens CL1, it can be advantageous to ensure excellent performance even in a short electric field (TTL).
  • TL1 represents the center thickness of the first lens I
  • TL2 represents the center thickness of the second lens II
  • TL1L2 represents the distance between the first lens I and the second lens II
  • OAL represents the distance from the center of the incident surface 1 * of the first lens I to the center of the exit surface 11 * of the fifth lens V.
  • the TL1, TL2, TL1L2 and OAL are distances measured along the optical axis.
  • Conditional Expression (4) defines the ratio of the total length (ie, TL1 + TL2 + TL1L2) between the first lens I and the second lens II to the length OAL of the lens system, It may be desirable to satisfy Conditional Expression (4) in order to ensure excellent performance while having an angle of view and a short electric field (TTL). In other words, when the conditional expression (4) is satisfied, it may be advantageous to ensure the wide angle and short electric field characteristics of the conditional expressions (1) and (2) while at the same time ensuring excellent performance.
  • Conditional Expression (4) may satisfy 0.15 ⁇ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ⁇ 0.25.
  • Conditional expression 0.15 ⁇ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ⁇ 0.25 indicates that the convex portion (convex portion of the entrance face) of the second lens II is inserted into the concave portion (concave portion of the exit surface) of the first lens I.
  • TTL short electric field
  • Nd1 represents the refractive index of the first lens (I)
  • Nd5 represents the refractive index of the fifth lens (V).
  • Nd1 and Nd5 are measured using d-line.
  • Conditional expression (5) expresses the conditions for the materials of the first lens I and the fifth lens V.
  • the first lens I a low refractive lens may be used, and as the fifth lens V, a high refractive lens may be used.
  • the terms 'low refractive index' and 'high refractive index' may be relative terms. That is, the refractive index of the first lens I may be relatively smaller than the refractive index of the fifth lens V.
  • FIG. When satisfying such a condition, it may be advantageous to widen the angle of view of the lens optical system.
  • problems such as coma and astigmatism can be appropriately controlled by controlling the refractive indices of the first and fifth lenses I and V.
  • Abv1 represents the Abbe number of the first lens I
  • Abv5 represents the Abbe number of the fifth lens V.
  • Abv1 and Abv5 are measured using d-line.
  • Conditional expression (6) defines the Abbe's number condition of the first lens (I) and the fifth lens (V), and applies a material having a relatively high Abbe's number to the first lens (I), A material having a low Abbe's number relative to V) can be applied.
  • Conditional Expression (6) may be a condition for reducing chromatic aberration of the lens optical system. By satisfying the conditional expression (6), it is possible to minimize chromatic aberration that may occur in the wide-angle (ultra-wide) lens system, and to easily ensure excellent performance.
  • the values of the conditional expressions (1) to (6) are as shown in Table 1 below.
  • Table 1 the unit of FOV (angle of view) is °, and the unit of TL4L5 is mm.
  • Table 2 summarizes the values of the variables required to obtain Table 1.
  • the units of TTL, ImgH, TL1, TL2, TL1L2, TL4L5 and OAL values are mm.
  • Conditional Expression (1) FOV 128.70 127.35 128.22 Conditional Expression (2) TTL / ImgH 1.27 1.27 Conditional Expression (3) TL4L5 0.01 0.01 0.01 0.01 Conditional Expression (4) (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL 0.20 0.19 0.20 Conditional Expression (5) Nd1 / Nd5 0.81 0.81 0.81 Conditional Expression (6) Abv1 / Abv5 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96
  • Second embodiment Third embodiment TTL 7.86 7.90 7.90 ImgH 6.20 6.20 6.20 TL1 0.300 0.300 0.300 TL2 0.620 0.607 0.620 TL1L2 0.350 0.244 0.348 TL4L5 0.010 0.010 0.010 OAL 4.71 4.89 4.70 Nd1 1.487 1.487 1.487 Nd5 1.847 1.847 1.847 Abv1 70.474 70.474 70.474 Abv5 23.792 23.792 23.792 23.792 23.792 23.792 23.792
  • At least one of the first to fifth lenses I to V may be made of a moldable glass material.
  • all of the first to fifth lenses I to V may be made of a moldable glass material.
  • all of the first to fifth lenses I to V may be glass lenses.
  • the material of the first to fifth lenses I to V is not limited to glass herein. If necessary, at least one of the first to fifth lenses I to V may be made of plastic.
  • Tables 3 to 5 below show curvature radii, lens thicknesses or distances between lenses, refractive indices, Abbe's numbers, and the like, for the respective lenses constituting the lens optical system of FIGS. 1 to 3, respectively.
  • R is the radius of curvature
  • D is the lens thickness or lens spacing, or the distance between adjacent components
  • Nd is the refractive index of the lens measured using the d-line
  • Vd is the d-line (d- Abbe's number of the lens is shown.
  • * indicates that the lens surface is aspheric.
  • the unit of R value and D value is mm.
  • the F-number (Fno), the focal length (f) and the field of view (FOV) of the lens optical system according to the first to third embodiments of the present invention corresponding to Figs. Same as
  • the aspherical surface of each lens satisfies the following aspherical equation.
  • x is the distance from the vertex of the lens in the optical axis direction
  • y is the distance in the direction perpendicular to the optical axis
  • K is Conic constants
  • A, B, C, D and E represent aspherical coefficients.
  • Tables 7 to 9 show aspherical surface coefficients of the aspherical surface in the lens system according to the first to third embodiments corresponding to FIGS. 1 to 3, respectively. That is, Tables 7 to 9 show aspherical surfaces of the entrance surfaces (1 *, 3 *, 6 *, 8 *) and the exit surfaces (2 *, 4 *, 7 *, 11 *) of the lenses of Tables 3 to 5, respectively. Indicates coefficients.
  • FIG. 4 is a view showing longitudinal spherical aberration, astigmatic field curvature and distortion of a lens optical system according to a first embodiment of the present invention (ie, a lens optical system having numerical values shown in Table 3). Aberration diagram showing distortion.
  • Figure 4 shows the spherical aberration of the lens optical system for light of various wavelengths
  • (b) is the top surface curvature, that is, the tangential field curvature (T) and the sagittal surface curvature of the lens optical system field curvature) (S).
  • the wavelengths of light used for obtaining the data were 656.2725 nm, 587.5618 nm, 546.0740 nm, 486.1327 nm, and 435.8343 nm.
  • the wavelength used for obtaining the data (b) and (c) was 546.0740 nm. The same applies to FIGS. 5 and 6.
  • 5A, 5B, and 5C are longitudinal spherical aberration and image curvature of the lens optical system according to the second embodiment (Fig. 2) of the present invention, that is, the lens optical system having numerical values shown in Table 4, respectively. And aberration diagram showing distortion.
  • FIG. 6 are longitudinal spherical aberration and image curvature of the lens optical system according to the third embodiment of the present invention (FIG. 3), that is, the lens optical system having numerical values shown in Table 5. And aberration diagram showing distortion.
  • the lens optical system according to the exemplary embodiments of the present invention has a negative, positive, positive, and positive direction that is sequentially arranged in the direction of the image sensor IMG from the subject OBJ. ), Including the first to fifth lenses I to V having negative refractive power, and satisfying at least one of the conditional expressions (1) to (6).
  • Such a lens optical system can have a wide field of view (wide / ultra wide) and a short electric field, and can easily (goodly) correct various aberrations. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to implement a lens optical system that can obtain a high performance and a high resolution with a small (small) and a wide angle of view (wide / ultra wide).
  • the reliability and performance of the lens optical system are improved by manufacturing the first to fifth lenses I to V from glass and applying an aspherical surface to at least one of both surfaces (incident surface and exit surface) of each lens I to V. It can be improved.
  • the lens optical system according to the embodiments described above may be applied to a lens system of a vehicle camera.
  • the lens optical system according to an exemplary embodiment may be applied to various vehicle devices such as a black box, an around view monitoring (AVM) system, or a rear view camera.
  • the lens optical system may be applied to various action cams such as drones or leisure sports camcorders.
  • the lens optical system may be applied to various surveillance cameras. Since a vehicle camera or an action cam is exposed to a lot of external environments, a highly reliable optical system may be required. In addition, due to the miniaturization (compact size) and light weight of the device, a compact optical system having a short overall length may be required.
  • the lens optical system according to the embodiment of the present invention can satisfy various requirements such as high reliability, wide angle of view, short electric field, and excellent performance, and can be advantageously applied to various fields such as a vehicle camera, an action cam, and a surveillance camera.
  • the lens optical system according to the exemplary embodiment of the present invention may be variously applied to other fields in addition to the aforementioned fields.

Abstract

촬영 렌즈 광학계에 관해 개시되어 있다. 개시된 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 렌즈를 포함한다. 상기 제1 렌즈는 부(-)의 굴절력을 가질 수 있고 상기 이미지센서에 대하여 오목한 출사면을 가질 수 있다. 상기 렌즈 광학계는 조건식 100°＜ FOV ＜ 200° 및 조건식 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각을 나타내고, TTL은 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리를 나타내며, ImgH는 상기 이미지센서의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타낸다.

Description

촬영 렌즈 광학계
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라에 채용되는 렌즈 광학계에 관한 것이다.
최근, 씨모스 이미지센서(complementary metal oxide semiconductor image sensor)(CMOS 이미지센서) 및 전하 결합 소자(charge coupled device)(CCD)와 같은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라의 보급 및 사용 분야가 급속도로 확대되고 있다. 자동차 분야에서 전방 감시 기능, 후방 감시 기능, 차선 인식, 자율 주행 등 다양한 목적을 위한 카메라 및 광학계가 요구되고 있다. 또한, 드론(drone)이나 레저 스포츠용 캠코더와 같은 다양한 액션캠(action cam)이 개발되면서, 이와 관련된 카메라 및 광학계의 수요도 늘어나고 있다.
차량용 카메라나 액션캠에 사용되는 렌즈 광학계는 외부 환경에 많이 노출되기 때문에 고신뢰성이 요구된다. 이에 기존 렌즈 광학계에서는 신뢰성이 높은 구면 글라스 렌즈를 많이 사용하고 있다. 그러나 구면 글라스 렌즈는 광학 설계의 자유도가 낮기 때문에, 이를 적용하여 광학계를 구성할 경우, 렌즈의 매수가 증가하고 가격이 상승한다. 또한, 많은 수의 렌즈를 사용하기 때문에, 컴팩트한 광학계 구성이 어려울 수 있다. 특히, 차량용 카메라나 액션캠의 경우, 넓은 범위의 감시/촬영 기능을 수행하기 위해서는, 화각이 넓은 렌즈 광학계를 사용하는 것이 바람직한데, 기존의 기술로는, 넓은 화각을 가지면서도 전장이 짧은 소형(초소형)의 광학계를 구현하기가 어려울 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 광각(초광각)을 가지면서도 전장이 짧은 캠팩트한 렌즈 광학계를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비구면의 글라스 렌즈를 적용하여 기존의 구면 글라스 렌즈로 인한 문제점들을 해결할 수 있는 렌즈 광학계를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 구비하되, 상기 제1 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서에 대하여 오목한 출사면을 가지며, 상기 제2 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고 상기 피사체 측으로 볼록한 입사면을 가지며, 상기 제3 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 가지며, 상기 제4 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 가지며, 상기 제5 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 상기 피사체에 대하여 오목한 입사면을 갖는 렌즈 광학계를 제공한다.
상기한 렌즈 광학계는 하기의 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
조건식(1) : 100°＜ FOV ＜ 200°
여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각이다.
조건식(2) : 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2
여기서, TTL은 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리를 나타내고, ImgH는 상기 이미지센서의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타낸다.
조건식(3) : 0 ≤ TL4L5 ≤ 0.03
여기서, TL4L5 (단위:mm)는 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈 사이의 거리이다.
조건식(4) : 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.4
여기서, TL1은 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL2는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL1L2는 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리를 나타내고, OAL은 상기 제1 렌즈의 입사면의 중심에서 상기 제5 렌즈의 출사면의 중심까지의 거리를 나타낸다.
상기 조건식(4)는 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.25 일 수 있다.
조건식(5) : 0.7 ＜ Nd1 / Nd5 ＜ 0.95
여기서, Nd1은 상기 제1 렌즈의 굴절률을 나타내고, Nd5는 상기 제5 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
조건식(6) : 2 ＜ Abv1 / Abv5 ＜ 4
여기서, Abv1은 상기 제1 렌즈의 아베수(Abbe number)를 나타내고, Abv5는 상기 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
상기 제4 렌즈와 제5 렌즈는 상호 접합하여 하나의 접합 렌즈를 구성할 수 있다. 상기 접합 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 접합 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다.
상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.
상기 제1 렌즈의 입사면은 중앙부에서 가장자리로 가면서 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체에 대하여 오목하고 가장자리로 가면서 볼록해질 수 있다.
상기 제2 렌즈의 출사면은 상기 피사체 측으로 볼록할 수 있다.
상기 제1 내지 제5 렌즈는 글라스 렌즈일 수 있다.
상기 피사체와 이미지센서 사이에 조리개가 더 구비될 수 있다.
상기 조리개는 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치될 수 있다.
상기 피사체와 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다.
상기 적외선 차단 수단은 상기 제5 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 상기 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 구비하되, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 각각 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 가지며, 상기 제1 렌즈는 상기 이미지센서에 대하여 오목한 출사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 상기 피사체 측으로 볼록한 입사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제3 렌즈는 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈는 상호 접합하여 하나의 접합 렌즈를 구성하고, 상기 접합 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지며, 상기 접합 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면인 렌즈 광학계가 제공된다.
상기 렌즈 광학계의 화각은 약 100°보다 클 수 있고, 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리는 약 8 mm 보다 작을 수 있다.
상기 렌즈 광학계는 하기의 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
조건식(1) : 100°＜ FOV ＜ 200°
조건식(2) : 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2
조건식(3) : 0 ≤ TL4L5 ≤ 0.03
조건식(4) : 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.4
조건식(5) : 0.7 ＜ Nd1 / Nd5 ＜ 0.95
조건식(6) : 2 ＜ Abv1 / Abv5 ＜ 4
여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각을 나타내고, TTL은 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리를 나타내고, ImgH는 상기 이미지센서의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타내고, TL4L5 (단위:mm)는 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈 사이의 거리를 나타내고, TL1은 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL2는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL1L2는 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리를 나타내고, OAL은 상기 제1 렌즈의 입사면의 중심에서 상기 제5 렌즈의 출사면의 중심까지의 거리를 나타내고, Nd1은 상기 제1 렌즈의 굴절률을 나타내고, Nd5는 상기 제5 렌즈의 굴절률을 나타내고, Abv1은 상기 제1 렌즈의 아베수(Abbe number)를 나타내고, Abv5는 상기 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
상기 제1 내지 제5 렌즈는 글라스 렌즈일 수 있다.
상기 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 조리개가 더 구비될 수 있다.
상기 제5 렌즈와 이미지센서 사이에 적외선 차단 수단이 더 구비될 수 있다.
기존 차량용 렌즈나 액션캠(action cam) 렌즈와 달리, 광각(초광각)의 화각을 가지면서도 동시에 짧은 전장을 갖는 컴팩트한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다. 또한, 고신뢰성을 가지면서 고성능/고해상도를 용이하게 확보할 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 피사체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기한 조건식(1) 내지 조건식(6) 중에서 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 넓은 화각 및 짧은 전장을 갖고 각종 수차를 용이하게(양호하게) 보정할 수 있으므로, 카메라의 고성능화 및 소형화/경량화에 유리할 수 있다. 특히, 상기 제1 내지 제5 렌즈 중 적어도 하나에 비구면 글라스(glass) 렌즈를 적용함으로써, 고신뢰성을 확보함과 동시에 우수한 성능을 용이하게 확보할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한(혹은, 유사한) 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)와 피사체(OBJ)의 상이 맺히는 이미지센서(IMG) 사이에 피사체(OBJ) 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈(I), 제2 렌즈(Ⅱ), 제3 렌즈(Ⅲ), 제4 렌즈(Ⅳ) 및 제5 렌즈(Ⅴ)를 구비한다. 제1 렌즈(I)는 부(-)(negative)의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈(I)의 입사면(1*)은 그의 중앙부에서 가장자리로 가면서 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 제1 렌즈(I)의 입사면(1*)의 중앙부는 피사체(OBJ)에 대하여 오목할 수 있고, 가장자리로 가면서 볼록해질 수 있다. 제1 렌즈(I)의 출사면(2*)은 이미지센서(IMG)에 대하여 오목할 수 있다. 제2 렌즈(Ⅱ)는 정(+)(positive)의 굴절력을 가질 수 있고, 피사체(OBJ) 측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 제2 렌즈(Ⅱ)의 입사면(3*)은 피사체(OBJ) 측으로 볼록할 수 있고, 제2 렌즈(Ⅱ)의 출사면(4*)도 피사체(OBJ) 측으로 볼록할 수 있다. 따라서, 제2 렌즈(Ⅱ)는 피사체(OBJ) 측으로 볼록한 메니스커스(meniscus) 렌즈일 수 있다.
제3 렌즈(Ⅲ)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있고, 이미지센서(IMG) 측으로 볼록한 출사면(7*)을 가질 수 있다. 제3 렌즈(Ⅲ)의 입사면(6*)은 피사체(OBJ) 측으로 볼록할 수 있다. 따라서, 제3 렌즈(Ⅲ)는 양면(즉, 입사면(6*)과 출사면(7*))이 모두 볼록한 렌즈, 즉, 양볼록 렌즈일 수 있다. 이 경우, 입사면(6*)의 곡률반경의 절대값은 출사면(7*)의 곡률반경의 절대값보다 클 수 있다.
제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 중 적어도 하나는 비구면 렌즈일 수 있다. 다시 말해, 제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 중 적어도 어느 한 렌즈의 입사면(1*, 3*, 6*)과 출사면(2*, 4*, 7*)은 비구면일 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 렌즈(I∼Ⅲ) 각각의 입사면(1*, 3*, 6*)과 출사면(2*, 4*, 7*)은 모두 비구면일 수 있다.
제4 렌즈(Ⅳ)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있고, 이미지센서(IMG) 측으로 볼록한 출사면(9)을 가질 수 있다. 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(8*)은 피사체(OBJ) 측으로 볼록할 수 있다. 제5 렌즈(Ⅴ)는 부(-)의 굴절력을 가질 수 있고, 이미지센서(IMG) 측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 제5 렌즈(Ⅴ)의 입사면(10)과 출사면(11*)은 이미지센서(IMG) 측으로 볼록할 수 있다. 제5 렌즈(Ⅴ)의 출사면(11*)의 곡률반경의 절대값이 입사면(10)의 곡률반경의 절대값보다 클 수 있다.
제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ)는 상호 접합하여 하나의 접합 렌즈(CL1)를 구성할 수 있다. 이 경우, 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ) 사이의 간격은 0 이거나 0에 가까울 수 있다. 또한, 제4 렌즈(Ⅳ)의 출사면(9)과 제5 렌즈(Ⅴ)의 입사면(10)은 실질적으로 동일한 면(접합면)이거나 상호 매우 근접한 면일 수 있다. 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ)로 구성된 접합 렌즈(CL1)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 접합 렌즈(CL1)의 입사면(8*), 즉, 제4 렌즈(Ⅳ)의 입사면(8*)과 접합 렌즈(CL1)의 출사면(11*), 즉, 제5 렌즈(Ⅴ)의 출사면(11*) 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 예컨대, 접합 렌즈(CL1)의 입사면(8*)과 출사면(11*)은 모두 비구면일 수 있다. 한편, 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ) 사이의 접합면(즉, 9/10)은 구면일 수 있다. 다시 말해, 제4 렌즈(Ⅳ)의 출사면(9)과 제5 렌즈(Ⅴ)의 입사면(10)은 구면일 수 있다.
제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ) 중 적어도 하나는 글라스 렌즈일 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)는 모두 글라스 렌즈일 수 있다. 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ) 각각은 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있으므로, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)는 '비구면 글라스 렌즈'일 수 있다. 이 경우, 몰딩(molding) 가능한 글라스 소재를 사용해서 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)를 제작할 수 있다. 이와 같이, 비구면 글라스 렌즈를 사용하면, 글라스 렌즈의 고신뢰성 특성을 확보할 수 있고, 동시에 비구면에 의한 장점(성능 개선, 전장 축소, 소형화 등)을 실현할 수 있다.
제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ) 중에서 제1 렌즈(I)의 외경이 가장 클 수 있고, 제3 렌즈(Ⅲ)의 외경이 가장 작을 수 있다. 제3 렌즈(Ⅲ)에서 제4 렌즈(Ⅳ), 제5 렌즈(Ⅴ)로 갈수록 외경이 점차 커질 수 있다. 제2 렌즈(Ⅱ)의 외경은 제1 렌즈(I)보다는 상당히 작을 수 있고, 제3 렌즈(Ⅲ)보다는 다소 클 수 있다.
피사체(OBJ)와 이미지센서(IMG) 사이에 조리개(S1) 및 적외선 차단 수단(Ⅵ)이 더 구비될 수 있다. 조리개(S1)는 제2 렌즈(Ⅱ)와 제3 렌즈(Ⅲ) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅵ)은 제5 렌즈(Ⅴ)와 이미지센서(IMG) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(Ⅵ)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 경우에 따라, 조리개(S1)와 적외선 차단 수단(Ⅵ)의 위치는 달라질 수 있다.
상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 다음의 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 하나를 만족하는 것이 바람직하다.
조건식(1) : 100°＜ FOV ＜ 200°
여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각(angle of view)이다. 상기 화각은 상기 렌즈 광학계의 대각 화각(diagonal field of view)일 수 있다.
조건식(2) : 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2
여기서, TTL은 제1 렌즈(I)의 입사면(1*)에서 이미지센서(IMG)까지의 거리, 즉, 상기 렌즈 광학계의 전체 길이(전장)를 나타내고, ImgH는 이미지센서(IMG)의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타낸다. 상기 TTL은 광축을 따라 측정된 거리이다. 다시 말해, TTL은 제1 렌즈(I)의 입사면(1*)의 중앙부에서 이미지센서(IMG)의 중앙부까지의 직선거리일 수 있다. 한편, 상기 ImgH는 이미지센서(IMG)의 최대 대각 길이일 수 있다.
조건식(1) 및 조건식(2)를 만족한다는 것은, 본 실시예에 따른 렌즈 광학계가 넓은 화각(광각/초광각)을 가지면서도, 이와 동시에, 짧은 전장(TTL)을 갖는다는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 렌즈 광학계의 화각(FOV)은 약 100°이상 또는 약 120°이상일 수 있고, 전장(TTL)은 약 10 mm 이하 또는 약 8 mm 이하일 수 있다. 또한, ImgH 대비 TTL이 그리 크지 않기 때문에, 조건식(2)를 만족할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따르면, 광각(초광각)의 화각을 가지면서도 전장이 짧은 컴팩트한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
조건식(2)에서 TTL/ImgH 가 하한값(1)에 가까워질수록, 렌즈 광학계를 컴팩트화하는데 유리할 수 있다. 하지만, TTL/ImgH 가 하한값(1)보다 작아지는 경우, 구면수차 등 각종 수차가 커질 수 있다. 한편, TTL/ImgH 가 상한값(2)에 가까워질수록 수차 보정에는 유리할 수 있지만, 상한값(2)보다 커질 경우, 렌즈 광학계의 전체 길이가 길어지므로 컴팩트화가 어려워질 수 있다. 그러므로, TTL/ImgH 를 위와 같은 범위로 맞춰주는 것이 렌즈 광학계의 컴팩트화 및 성능 확보에 유리할 수 있다.
조건식(3) : 0 ≤ TL4L5 ≤ 0.03
여기서, TL4L5 (단위:mm)는 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ) 사이의 거리이다. TL4L5는 광축을 따라 측정된 거리이다. 즉, 제4 렌즈(Ⅳ)의 출사면(9)의 중앙부와 제5 렌즈(Ⅴ)의 입사면(10)의 중앙부 사이의 직선거리이다.
조건식(3)은 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ)가 하나의 접합 렌즈(CL1)를 구성하거나 접합 렌즈와 유사하게 근접하여 있음을 의미한다. 상기 렌즈 광학계의 수차를 최소화하고 전장(TTL)을 축소하기 위해, 제4 렌즈(Ⅳ)와 제5 렌즈(Ⅴ)를 상호 접합시키거나, 매우 근접하게 배치할 수 있다. 한편, 접합 렌즈(CL1)의 입사면(8*)과 출사면(11*)에 비구면을 적용함으로써, 짧은 전장(TTL)에서도 우수한 성능을 확보하는데 유리할 수 있다.
조건식(4) : 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.4
여기서, TL1은 제1 렌즈(I)의 중심 두께를 나타내고, TL2는 제2 렌즈(Ⅱ)의 중심 두께를 나타내고, TL1L2는 제1 렌즈(I)와 제2 렌즈(Ⅱ) 사이의 거리를 나타내고, OAL은 제1 렌즈(I)의 입사면(1*)의 중심에서 제5 렌즈(Ⅴ)의 출사면(11*)의 중심까지의 거리를 나타낸다. 상기 TL1, TL2, TL1L2 및 OAL은 광축을 따라 측정된 거리이다.
조건식(4)는 렌즈계의 길이(OAL) 대비 제1 렌즈(I)와 제2 렌즈(Ⅱ) 사이의 총 길이(즉, TL1+TL2+TL1L2)의 비를 한정한 것으로, 광각(초광각)의 화각 및 짧은 전장(TTL)을 가지면서도 우수한 성능을 확보하기 위해서는 조건식(4)를 만족하는 것이 바람직할 수 있다. 다시 말해, 조건식(4)를 만족할 때, 조건식(1) 및 (2)의 광각 및 짧은 전장 특성을 확보하면서 동시에 우수한 성능을 확보하는데 유리할 수 있다.
조건식(4)는 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.25 를 만족할 수 있다. 조건식 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.25 는 제2 렌즈(Ⅱ)의 볼록부(입사면의 볼록부)가 제1 렌즈(I)의 오목부(출사면의 오목부) 안으로 삽입되어 있는 구조와 관련될 수 있다. 즉, 제2 렌즈(Ⅱ)의 일부가 제1 렌즈(I)의 오목부 내부로 삽입되어 있는 것과 관련해서, (TL1+TL2+TL1L2)/OAL은 0.25 이하의 값을 가질 수 있다. 따라서, 광각(초광각)의 화각 및 짧은 전장(TTL)을 가지면서도 우수한 성능을 확보하는데 유리할 수 있다.
조건식(5) : 0.7 ＜ Nd1 / Nd5 ＜ 0.95
여기서, Nd1은 제1 렌즈(I)의 굴절률을 나타내고, Nd5는 제5 렌즈(Ⅴ)의 굴절률을 나타낸다. Nd1 및 Nd5는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 것이다.
조건식(5)는 제1 렌즈(I) 및 제5 렌즈(Ⅴ)의 소재에 대한 조건을 표현한 것이다. 제1 렌즈(I)로는 저굴절 렌즈를 사용할 수 있고, 제5 렌즈(Ⅴ)로는 고굴절 렌즈를 사용할 수 있다. 여기서, '저굴절' 및 '고굴절'이라는 용어는 상대적인 용어일 수 있다. 즉, 제1 렌즈(I)의 굴절률이 제5 렌즈(Ⅴ)의 굴절률보다 상대적으로 작을 수 있다. 이러한 조건을 만족할 때, 렌즈 광학계의 화각을 넓히는데 유리할 수 있다. 또한, 조건식(5)를 만족함으로써, 제1 및 제5 렌즈(I, Ⅴ)의 굴절률 제어를 통해 코마수차 및 비점수차 등의 문제를 적절히 제어할 수 있다.
조건식(6) : 2 ＜ Abv1 / Abv5 ＜ 4
여기서, Abv1은 제1 렌즈(I)의 아베수(Abbe number)를 나타내고, Abv5는 제5 렌즈(Ⅴ)의 아베수를 나타낸다. Abv1 및 Abv5는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 것이다.
조건식(6)은 제1 렌즈(I) 및 제5 렌즈(Ⅴ)의 아베수 조건을 한정한 것으로, 제1 렌즈(I)에 상대적으로 높은 아베수를 갖는 재료를 적용하고, 제5 렌즈(Ⅴ)에 상대적으로 낮은 아베수를 갖는 재료를 적용할 수 있다. 조건식(6)은 렌즈 광학계의 색수차(chromatic aberration)를 줄이기 위한 조건일 수 있다. 조건식(6)을 만족함으로써, 광각(초광각) 렌즈계에서 발생할 수 있는 색수차를 최소화할 수 있고, 우수한 성능을 용이하게 확보할 수 있다.
상기한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 조건식(1) 내지 조건식(6)의 값들은 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다. 표 1에서 FOV(화각)의 단위는 °이고, TL4L5의 단위는 ㎜이다. 한편, 표 2는 표 1을 얻는데 필요한 변수들의 값을 정리한 것이다. 표 2에서 TTL, ImgH, TL1, TL2, TL1L2, TL4L5 및 OAL 값들의 단위는 ㎜이다.
구분 수식 제1 실시예 제2 실시예 제3 실시예
조건식(1) FOV 128.70 127.35 128.22
조건식(2) TTL / ImgH 1.27 1.27 1.27
조건식(3) TL4L5 0.01 0.01 0.01
조건식(4) (TL1+TL2+TL1L2) / OAL 0.20 0.19 0.20
조건식(5) Nd1 / Nd5 0.81 0.81 0.81
조건식(6) Abv1 / Abv5 2.96 2.96 2.96
제1 실시예 제2 실시예 제3 실시예
TTL 7.86 7.90 7.90
ImgH 6.20 6.20 6.20
TL1 0.300 0.300 0.300
TL2 0.620 0.607 0.620
TL1L2 0.350 0.244 0.348
TL4L5 0.010 0.010 0.010
OAL 4.71 4.89 4.70
Nd1 1.487 1.487 1.487
Nd5 1.847 1.847 1.847
Abv1 70.474 70.474 70.474
Abv5 23.792 23.792 23.792
표 1 및 표 2를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 실시예의 렌즈 광학계는 조건식(1) 내지 조건식(6)을 만족하는 것을 알 수 있다.
한편, 상기한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계에서 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ) 중 적어도 하나는 몰딩 가능한 글라스(glass) 소재로 제조할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)는 모두 몰딩 가능한 글라스 소재로 제조할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)는 모두 글라스 렌즈일 수 있다. 이러한 글라스 렌즈를 사용할 경우, 플라스틱을 사용하는 경우보다 고신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 글라스 렌즈에 비구면을 적용할 수 있기 때문에, 비구면에 의한 다양한 효과, 예를 들어, 전장 축소, 컴팩트화, 수차 보정, 고성능화 등의 효과를 얻을 수 있다. 그러나 본원에서 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)의 재질이 글라스로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라서는, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ) 중 적어도 하나를 플라스틱으로 제조할 수도 있다.
이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
아래의 표 3 내지 표 5는 각각 도 1 내지 도 3의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률반경, 렌즈 두께 또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베수 등을 나타낸다. 표 3 내지 표 5에서 R은 곡률반경, D는 렌즈 두께 또는 렌즈 간격 또는 인접한 구성요소 간의 간격, Nd는 d선(d-line)을 이용하여 측정한 렌즈의 굴절률, Vd는 d선(d-line)에 대한 렌즈의 아베수를 나타낸 것이다. 렌즈면 번호에서 *는 해당 렌즈면이 비구면임을 나타낸다. 그리고 R 값과 D 값의 단위는 ㎜이다.
제1 실시예 면 R D Nd Vd
I 1* -5.82309 0.30000 1.48749 70.47382
2* 1.20330 0.34968
Ⅱ 3* 1.30106 0.62000 1.74330 49.34250
4* 1.62627 0.78680
S1 Infinity 0.03000
Ⅲ 6* 10.31793 1.15800 1.58313 59.40501
7* -2.08783 0.23907
Ⅳ 8* 6.26587 0.91610 1.74330 49.34250
9 -1.95975 0.01000
Ⅴ 10 -1.95975 0.30000 1.84667 23.79229
11* -9.88595 0.87056
Ⅵ 12 Infinity 0.21000 1.51680 64.19733
13 Infinity 2.11478
IMG Infinity -0.00500
제2 실시예 면 R D Nd Vd
I 1* -3.60832 0.30000 1.48749 70.47382
2* 1.12050 0.24362
Ⅱ 3* 1.31500 0.60731 1.74330 49.34250
4* 2.24520 1.12404
S1 Infinity 0.03000
Ⅲ 6* 6.04384 0.99653 1.58313 59.40501
7* -2.68731 0.26903
Ⅳ 8* 4.56075 1.01146 1.74330 49.34250
9 -2.10075 0.01000
Ⅴ 10 -2.10075 0.30000 1.84667 23.79229
11* -26.98311 0.87056
Ⅵ 12 Infinity 0.21000 1.51680 64.19733
13 Infinity 1.92734
IMG Infinity 0.00000
제3 실시예 면 R D Nd Vd
I 1* -4.85974 0.30000 1.48749 70.47382
2* 1.20949 0.34844
Ⅱ 3* 1.28000 0.62000 1.74330 49.34250
4* 1.66645 0.87161
S1 Infinity 0.03000
Ⅲ 6* 9.91682 1.11111 1.58313 59.40501
7* -1.93234 0.22005
Ⅳ 8* 8.38306 0.88972 1.74330 49.34250
9 -2.04106 0.01000
Ⅴ 10 -2.04106 0.30000 1.84667 23.79229
11* -10.84774 0.87056
Ⅵ 12 Infinity 0.21000 1.51680 64.19733
13 Infinity 2.12351
IMG Infinity -0.00500
한편, 도 1 내지 도 3에 각각 대응하는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 F-넘버(Fno), 초점거리(f) 및 화각(FOV)을 정리하면 아래의 표 6과 같다.
구 분 F-넘버(Fno) 초점거리(f) [mm] 화각(FOV) [°]
제1 실시예 2.68 2.41 128.70
제2 실시예 2.68 2.42 127.35
제3 실시예 2.68 2.43 128.22
또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 광학계에서 각 렌즈의 비구면은 다음과 같은 비구면 방정식을 만족한다.
< 비구면 방정식 >
Figure PCTKR2017002513-appb-I000001
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리를, c'은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(=1/r)를, K는 코닉 상수(conic constant)를 나타내고, A, B, C, D 및 E 는 비구면 계수를 나타낸다.
다음 표 7 내지 표 9는 각각 도 1 내지 도 3에 대응되는 제1 내지 제3 실시예에 따른 렌즈 시스템에서 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 즉, 표 7 내지 표 9는 각각 표 3 내지 표 5의 렌즈의 입사면(1*, 3*, 6*, 8*)과 출사면(2*, 4*, 7*, 11*)의 비구면 계수를 나타낸다.
면 K A B C D E
1* 0.00000 0.08656 -0.03551 0.01345 -0.00371 0.00066
2* -0.83799 -0.06619 0.13986 -0.19192 0.18499 -0.07305
3* -1.08271 -0.07570 0.10868 -0.36452 0.68084 -0.70969
4* 2.18355 -0.00586 -0.36343 2.00564 -8.36814 22.20271
6* 35.00000 0.00804 -0.21192 0.98693 -2.37892 2.98961
7* 1.30201 -0.11753 0.12316 -0.05161 -0.04334 0.08201
8* 0.00000 -0.09699 0.09840 -0.11384 0.13727 -0.12923
11* 0.00000 0.00884 -0.02496 0.04447 -0.04643 0.02985
면 K A B C D E
1* -0.11708 0.08837 -0.02992 0.00837 -0.00168 0.00024
2* -1.17079 -0.04438 -0.11761 0.38564 -0.46772 0.28259
3* -1.14533 -0.01340 -0.19046 0.45860 -0.59084 0.42684
4* 3.67867 0.06880 -0.21265 0.62362 -1.13236 1.14189
6* 35.39198 -0.01042 -0.02454 0.10675 -0.34709 0.89119
7* 0.79818 -0.09506 0.09975 -0.14392 0.26822 -0.34570
8* -0.01384 -0.07333 0.05659 -0.05844 0.05904 -0.04385
11* 0.00000 0.01129 -0.01160 0.01556 -0.01604 0.01102
면 K A B C D E
1* 0.00000 0.07099 -0.02227 0.00607 -0.00125 0.00018
2* -0.76836 -0.08275 0.14585 -0.33233 0.59110 -0.61198
3* -0.75070 -0.03389 -0.03282 0.03121 0.05957 -0.13421
4* 2.33366 0.05833 -0.38264 2.03124 -8.34770 22.20271
6* 39.47163 0.00055 -0.09979 0.34876 -0.62403 0.68690
7* 0.76203 -0.08561 0.07585 0.02474 -0.16225 0.25814
8* 0.00000 -0.07246 0.07396 -0.06163 0.04790 -0.03411
11* 0.00000 0.01202 -0.01875 0.03435 -0.03636 0.02393
도 4는 본 발명의 제1 실시예(도 1)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 3의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여주는 수차도이다.
도 4의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면만곡, 즉 자오상면만곡(tangential field curvature)(T)과 구결상면만곡(sagittal field curvature)(S)을 나타낸 것이다. (a) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 656.2725nm, 587.5618nm, 546.0740nm, 486.1327nm, 435.8343nm 이었다. (b) 및 (c) 데이터를 얻기 위해 사용한 파장은 546.0740nm 이었다. 이는 도 5 및 도 6에서도 마찬가지이다.
도 5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제2 실시예(도 2)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 4의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표 5의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 피사체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차적으로 배열된 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)를 포함하고, 상기한 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 넓은 화각(광각/초광각) 및 짧은 전장을 가질 수 있고, 각종 수차를 용이하게(양호하게) 보정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형(초소형)이면서도 넓은 화각(광각/초광각)을 갖고 고성능 및 고해상도를 얻을 수 있는 렌즈 광학계를 구현할 수 있다. 또한, 제1 내지 제5 렌즈(I∼Ⅴ)를 글라스로 제조하고 각 렌즈(I∼Ⅴ)의 양면(입사면과 출사면) 중 적어도 하나에 비구면을 적용함으로써, 렌즈 광학계의 신뢰성 및 성능을 개선할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 차량용 카메라의 렌즈 시스템에 적용될 수 있다. 예컨대, 블랙박스, AVM(around view monitoring) 시스템 또는 후방 카메라 등 다양한 차량용 장치에 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계를 적용할 수 있다. 또한, 상기 렌즈 광학계는 드론이나 레저 스포츠용 캠코더와 같은 다양한 액션캠(action cam)에 적용될 수 있다. 그 밖에도, 상기 렌즈 광학계는 다양한 감시용 카메라에 적용될 수 있다. 차량용 카메라나 액션캠(action cam) 등은 외부 환경에 많이 노출되기 때문에, 신뢰성이 높은 광학계가 필요할 수 있다. 또한, 기기의 소형화(컴팩트화) 및 경량화 등에 의해 전장이 짧은 컴팩트한 광학계를 필요로 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 고신뢰성, 넓은 화각, 짧은 전장, 우수한 성능 등 다양한 요구조건을 만족할 수 있고, 차량용 카메라, 액션캠, 감시용 카메라 등 다양한 분야에 유리하게 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 전술한 분야 이외에 다른 분야에도 다양하게 적용될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계에서 렌즈들의 형상이 다소 변형되더라도 상기한 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 앞서 설명한 바와 같은 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 조건식(1) 내지 조건식(6) 중 적어도 일부를 만족하지 않더라도, 렌즈들의 파워 배치, 형상 조건 및 기타 조건들을 만족할 때, 앞서 설명한 바와 같은 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 부가적으로, 적외선 차단 수단(Ⅵ)으로서 필터를 대신하여 차단막을 사용할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그 밖에도 다양한 변형예가 가능함을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

Claims (20)

  1. 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 구비하되,
    상기 제1 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖고 상기 이미지센서에 대하여 오목한 출사면을 가지며,
    아래의 조건식들을 모두 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(1) : 100°＜ FOV ＜ 200°
    조건식(2) : 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2
    여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각을 나타내고, TTL은 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리를 나타내고, ImgH는 상기 이미지센서의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    다음의 조건식을 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(3) : 0 ≤ TL4L5 ≤ 0.03
    여기서, TL4L5 (단위:mm)는 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈 사이의 거리이다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다음의 조건식을 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(4) : 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.25
    여기서, TL1은 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL2는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL1L2는 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리를 나타내고, OAL은 상기 제1 렌즈의 입사면의 중심에서 상기 제5 렌즈의 출사면의 중심까지의 거리를 나타낸다.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다음의 조건식을 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(5) : 0.7 ＜ Nd1 / Nd5 ＜ 0.95
    여기서, Nd1은 상기 제1 렌즈의 굴절률을 나타내고, Nd5는 상기 제5 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다음의 조건식을 더 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(6) : 2 ＜ Abv1 / Abv5 ＜ 4
    여기서, Abv1은 상기 제1 렌즈의 아베수(Abbe number)를 나타내고, Abv5는 상기 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고,
    상기 제3 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고,
    상기 제4 렌즈는 정(+)의 굴절력을 갖고,
    상기 제5 렌즈는 부(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 광학계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상기 피사체 측으로 볼록한 입사면을 가지며,
    상기 제3 렌즈는 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 가지며,
    상기 제4 렌즈는 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 가지며,
    상기 제5 렌즈는 상기 피사체에 대하여 오목한 입사면을 가지는 렌즈 광학계.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈와 제5 렌즈는 상호 접합하여 하나의 접합 렌즈를 구성하고,
    상기 접합 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지며,
    상기 접합 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면인 렌즈 광학계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 비구면 렌즈인 렌즈 광학계.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 입사면은 중앙부에서 가장자리로 가면서 적어도 하나의 변곡점을 갖는 렌즈 광학계.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 입사면의 중앙부는 상기 피사체에 대하여 오목하고 가장자리로 가면서 볼록해지는 렌즈 광학계.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 출사면은 상기 피사체 측으로 볼록한 렌즈 광학계.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 렌즈는 글라스 렌즈인 렌즈 광학계.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 구비된 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제5 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 구비된 적외선 차단 수단을 더 포함하는 렌즈 광학계.
  16. 피사체와 상기 피사체의 상이 맺히는 이미지센서 사이에 피사체 측으로부터 순차로 배열된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 구비하되,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 각각 부(-), 정(+), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 가지며,
    상기 제1 렌즈는 상기 이미지센서에 대하여 오목한 출사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 상기 피사체 측으로 볼록한 입사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제3 렌즈는 상기 이미지센서 측으로 볼록한 출사면을 갖는 비구면 렌즈이고, 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈는 상호 접합하여 하나의 접합 렌즈를 구성하고, 상기 접합 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지며, 상기 접합 렌즈의 입사면과 출사면 중 적어도 하나는 비구면인 렌즈 광학계.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 렌즈 광학계의 화각은 100°보다 크고, 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리는 8 mm 보다 작은 렌즈 광학계.
  18. 제 16 항에 있어서,
    다음의 조건식들 중 적어도 하나를 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(1) : 100°＜ FOV ＜ 200°
    조건식(2) : 1 ＜ TTL / ImgH ＜ 2
    여기서, FOV는 상기 렌즈 광학계의 화각을 나타내고, TTL은 상기 제1 렌즈의 입사면에서 상기 이미지센서까지의 거리를 나타내고, ImgH는 상기 이미지센서의 최대 픽셀영역의 대각 길이를 나타낸다.
  19. 제 16 내지 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 조건식들 중 적어도 하나를 만족하는 렌즈 광학계.
    조건식(3) : 0 ≤ TL4L5 ≤ 0.03
    조건식(4) : 0.15 ＜ (TL1 + TL2 + TL1L2) / OAL ＜ 0.4
    조건식(5) : 0.7 ＜ Nd1 / Nd5 ＜ 0.95
    조건식(6) : 2 ＜ Abv1 / Abv5 ＜ 4
    여기서, TL4L5 (단위:mm)는 상기 제4 렌즈와 제5 렌즈 사이의 거리를 나타내고, TL1은 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL2는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 나타내고, TL1L2는 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 거리를 나타내고, OAL은 상기 제1 렌즈의 입사면의 중심에서 상기 제5 렌즈의 출사면의 중심까지의 거리를 나타내고, Nd1은 상기 제1 렌즈의 굴절률을 나타내고, Nd5는 상기 제5 렌즈의 굴절률을 나타내고, Abv1은 상기 제1 렌즈의 아베수(Abbe number)를 나타내고, Abv5는 상기 제5 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 렌즈는 글라스 렌즈인 렌즈 광학계.
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