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KR101762004B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

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KR101762004B1
KR101762004B1 KR1020150101227A KR20150101227A KR101762004B1 KR 101762004 B1 KR101762004 B1 KR 101762004B1 KR 1020150101227 A KR1020150101227 A KR 1020150101227A KR 20150101227 A KR20150101227 A KR 20150101227A KR 101762004 B1 KR101762004 B1 KR 101762004B1
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조용주
백재현
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 촬상 광학계는 상 측면이 볼록한 형상인 제1렌즈; 굴절력을 갖는 제2렌즈; 물체 측면이 오목한 형상인 제3렌즈; 굴절력을 갖는 제4렌즈; 물체 측면 및 상 측면이 오목한 형상인 제5렌즈; 및 상 측면이 오목하고, 상 측면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제6렌즈;를 포함한다.

Description

촬상 광학계{Optical Imaging System}
본 발명은 휴대용 단말기기에 장착할 수 있는 소형 촬상 광학계에 관한 것이다.
휴대용 단말기에는 카메라 모듈이 장착된다. 카메라 모듈은 촬상 광학계와 이미지 센서를 포함한다. 촬상 광학계는 다수의 렌즈를 포함하고, 이미지 센서는 광신호를 전기신호로 변환하기 위한 다수의 센서소자를 포함한다.
카메라 모듈의 성능을 향상시키기 위해서는 촬상 광학계와 이미지 센서의 고성능화가 필요하다. 그런데 휴대용 단말기에 장착되는 카메라 모듈은 휴대용 단말기의 공간적 제약으로 인해 촬상 광학계와 이미지 센서의 고성능화가 용이하지 않다. 일 예로, 고해상도의 카메라 모듈을 구현하기 위해 카메라 모듈의 이미지 센서를 대형화하기 어렵다. 따라서, 고해상도의 카메라 모듈을 구현하기 위해서는 넓은 화각을 가지면서 F number가 2.0 이하인 밝은 촬상 광학계의 개발이 필요하다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 4가 있다.
KR 2008-0057738 A KR 2008-0061461 A US 2015-0042862 A1 US 2012-0243108 A1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 개발된 것으로 넓은 화각을 갖는 밝은 촬상 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계는 정의 굴절력을 갖는 3매의 렌즈와 부의 굴절력을 갖는 3매의 렌즈로 구성되며, 제4렌즈와 제5렌즈가 대체로 동일한 굴절률을 갖는다.
본 발명은 넓은 화각을 갖는 밝은 촬상 광학계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 특성을 나타낸 표
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 5는 도 4에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 6은 도 4에 도시된 촬상 광학계의 특성을 나타낸 표
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 8은 도 7에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 9는 도 7에 도시된 촬상 광학계의 특성을 나타낸 표
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
도 11은 도 10에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선
도 12는 도 10에 도시된 촬상 광학계의 특성을 나타낸 표
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6렌즈는 상 측(또는 상면)에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 두께/거리, TTL 등에 대한 단위는 모두 ㎜ 이다.
아울러, 본 명세서에서 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이지 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다.
아울러, 본 명세서에서 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 촬상 광학계는 6매 렌즈를 포함한다. 일 예로, 촬상 광학계는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈, 제6렌즈를 포함한다.
제1렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제1렌즈는 정의 굴절력을 갖는다. 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제1렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
제2렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제2렌즈는 부의 굴절력을 갖는다. 제2렌즈는 물체 측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 제2렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제2렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
제3렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제3렌즈는 정의 굴절력을 갖는다. 제3렌즈는 물체 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제3렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
제4렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제4렌즈는 부의 굴절력을 갖는다. 제4렌즈는 상 측으로 볼록한 매니스커스 형상이다. 제4렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제4렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
제5렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제5렌즈는 부의 굴절력을 갖는다. 제5렌즈는 양면이 오목한 형상이다. 제5렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제5렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제5렌즈는 변곡점을 갖는 형상이다. 일 예로, 제5렌즈의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
제6렌즈는 굴절력을 갖는다. 일 예로, 제6렌즈는 정의 굴절력을 갖는다. 제6렌즈는 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈는 비구면을 포함한다. 일 예로, 제6렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 모두 비구면일 수 있다. 제6렌즈는 변곡점을 갖는 형상이다. 일 예로, 제6렌즈의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제6렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다.
촬상 광학계는 필터, 이미지 센서를 포함한다. 필터는 제6렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된다. 필터는 제1렌즈 내지 제6렌즈를 통해 굴절되는 입사광으로부터 적외선 성분을 차단할 수 있다. 이미지 센서는 필터의 뒤쪽에 배치되며, 제1렌즈 내지 제6렌즈를 통해 굴절되는 입사광을 전기신호로 변환하도록 구성된다.
촬상 광학계는 조리개를 포함한다. 조리개는 제1렌즈 내지 제6렌즈로 입사되는 광량을 조절하도록 구성된다. 일 예로, 조리개는 제1렌즈의 물체 측에 배치되어 제1렌즈로 입사되는 광량을 조절한다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] SD/f < 0.6
상기 조건식에서 SD는 조리개의 개구지름이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다. 상기 조건식은 촬상 광학계의 전체 초점거리에 대한 조리개의 개구 지름을 한정하기 위한 수치조건이다. 일 예로, 상기 조건식의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 이미지 센서로 입사되는 광량이 많아서, 주간촬영 시 선명한 촬영이 어려울 수 있다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 10 < |V1 - V4|
상기 조건식에서 V1은 제1렌즈의 아베수이고, V4는 제4렌즈의 아베수이다. 상기 조건식은 제1렌즈에 대한 제4렌즈의 재질특성을 한정하기 위한 조건이다. 일 예로, 상기 하한값을 벗어나는 제4렌즈는 낮은 굴절률을 가지므로, 제4렌즈의 렌즈 설계를 어렵게 할 수 있다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 10 < |V1 - V4|
상기 조건식에서 V1은 제1렌즈의 아베수이고, V4는 제4렌즈의 아베수이다. 상기 조건식은 제1렌즈에 대한 제4렌즈의 재질특성을 한정하기 위한 조건이다. 일 예로, 상기 하한값을 벗어나는 제4렌즈는 낮은 굴절률을 가지므로, 제4렌즈의 렌즈 설계를 어렵게 할 수 있다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 70 < FOV
상기 조건식에서 FOV는 촬상 광학계의 화각(Field of View)이다. 상기 조건식은 넓은 화각을 갖는 촬상 광학계를 구현하기 위한 조건이다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] (r7-r8)/(r7+r8) < 0
상기 조건식에서 r7은 제4렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8는 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다. 상기 조건식은 제4렌즈의 광학 설계를 위한 수치조건이다. 일 예로, 상기 조건식을 만족하는 제4렌즈는 제작이 용이할 수 있다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] TTL/f < 1.3
상기 조건식에서 TTL은 제1렌즈의 물체 측면으로부터 이미지 센서(상면)까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다. 상기 조건식은 촬상 광학계의 소형화를 위한 수치조건이다. 일 예로, 상기 조건식의 상한값을 벗어나는 촬상 광학계는 휴대용 단말기에 장착이 어렵다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] |V4 - V5| < 10
상기 조건식에서 V4은 제4렌즈의 아베수이고, V5는 제5렌즈의 아베수이다. 상기 조건식은 제4렌즈 및 제5렌즈의 재질특성을 한정하기 위한 조건이다. 일 예로, 상기 상한값을 벗어나지 않도록 제4렌즈와 제5렌즈를 동일한 재질 또는 동일한 굴절률로 선택하는 것이 바람직하다.
촬상 광학계는 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 0.5 ≤ SD/f
상기 조건식에서 SD는 조리개의 개구지름이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다. 상기 조건식은 촬상 광학계의 전체 초점거리에 대한 조리개의 개구 지름을 한정하기 위한 수치조건이다. 일 예로, 상기 조건식의 하한값을 벗어나는 촬상 광학계는 이미지 센서로 입사되는 광량이 적어서, 야간촬영 시 선명한 촬영이 어려울 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 넓은 화각을 가지면서도 밝은 f number를 가질 수 있다. 일 예로, 본 발명에 따른 촬상 광학계는 2.0 이하의 f number를 갖는다.
다음에서는 본 발명의 여러 실시 예들을 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 제1렌즈(110) 내지 제6렌즈(160)를 포함한다. 제1렌즈(110) 내지 제6렌즈(160)는 물체 측으로부터 상면 측으로 순차적으로 배치된다.
제1렌즈(110)는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈(110)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈(110)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(110)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제1렌즈(110)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(110)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제1렌즈(110)의 초점거리는 2.560 [㎜]이다.
제2렌즈(120)는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈(120)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(120)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(120)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제2렌즈(120)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(120)는 1.634의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제2렌즈(120)의 초점거리는 -5.080 [㎜]이다.
제3렌즈(130)는 정의 굴절력을 가진다. 제3렌즈(130)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(130)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(130)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제3렌즈(130)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(130)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제3렌즈(130)의 초점거리는 11.330 [㎜]이다.
제4렌즈(140)는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈(140)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(140)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(140)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제4렌즈(140)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(140)는 1.649의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제4렌즈(140)의 초점거리는 -738.79 [㎜]이다.
제5렌즈(150)는 부의 굴절력을 가진다. 제5렌즈(150)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(150)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(150)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제5렌즈(150)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제5렌즈(150)의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제5렌즈(150)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(150)는 1.649의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제5렌즈(150)의 초점거리는 -5.130 [㎜]이다.
제6렌즈(160)는 정의 굴절력을 가진다. 제6렌즈(160)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(160)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(160)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제6렌즈(160)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제6렌즈(160)의 물체 측면 및 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(160)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(160)는 1.534의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제6렌즈(160)의 초점거리는 10.960 [㎜]이다.
촬상 광학계(100)는 필터(170)와 이미지 센서(180)를 포함한다.
필터(170)는 제6렌즈(160)의 상 측에 배치된다. 필터(170)는 대체로 평판 형태이다. 필터(170)는 제6렌즈(160)로부터 굴절되는 광으로부터 적외선을 차단할 수 있다.
이미지 센서(180)는 필터(170)의 뒤쪽에 배치된다. 이미지 센서(180)는 소정의 크기를 갖는다. 일 예로, 이미지 센서(180)의 상면과 광축의 교차지점으로부터 이미지 센서(180)의 대각 모서리까지의 거리(ImgH)는 3.03 [㎜]이다.
촬상 광학계(100)는 조리개(ST)를 포함한다. 조리개(ST)는 제1렌즈(110)의 물체 측에 배치된다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계(100)는 도 2 및 도 3에 각각 도시된 바와 같은 수차 특성과 광학 특성을 나타낸다. 일 예로, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 F number는 1.90이고, 촬상 광학계(100)의 전체 길이(TTL: 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리)는 4.47 [㎜]이고, 촬상 광학계(100)의 전체 초점거리는 3.680 [㎜]이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)는 제1렌즈(210) 내지 제6렌즈(260)를 포함한다. 제1렌즈(210) 내지 제6렌즈(260)는 물체 측으로부터 상면 측으로 순차적으로 배치된다.
제1렌즈(210)는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈(210)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈(210)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(210)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제1렌즈(210)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(210)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제1렌즈(210)의 초점거리는 2.560 [㎜]이다.
제2렌즈(220)는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈(220)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(220)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(220)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제2렌즈(220)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(220)는 1.634의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제2렌즈(220)의 초점거리는 -5.080 [㎜]이다.
제3렌즈(230)는 정의 굴절력을 가진다. 제3렌즈(230)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(230)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(230)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제3렌즈(230)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(230)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제3렌즈(230)의 초점거리는 11.390 [㎜]이다.
제4렌즈(240)는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈(240)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(240)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(240)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제4렌즈(240)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(240)는 1.649의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제4렌즈(240)의 초점거리는 -2316.64 [㎜]이다.
제5렌즈(250)는 부의 굴절력을 가진다. 제5렌즈(250)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(250)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(250)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제5렌즈(250)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제5렌즈(250)의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제5렌즈(250)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(250)는 1.649의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제5렌즈(250)의 초점거리는 -5.130 [㎜]이다.
제6렌즈(260)는 정의 굴절력을 가진다. 제6렌즈(260)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(260)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(260)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제6렌즈(260)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제6렌즈(260)의 물체 측면 및 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(260)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(260)는 1.534의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제6렌즈(260)의 초점거리는 10.950 [㎜]이다.
촬상 광학계(200)는 필터(270)와 이미지 센서(280)를 포함한다.
필터(270)는 제6렌즈(260)의 상 측에 배치된다. 필터(270)는 대체로 평판 형태이다. 필터(270)는 제6렌즈(260)로부터 굴절되는 광으로부터 적외선을 차단할 수 있다.
이미지 센서(280)는 필터(270)의 뒤쪽에 배치된다. 이미지 센서(280)는 소정의 크기를 갖는다. 일 예로, 이미지 센서(280)의 상면과 광축의 교차지점으로부터 이미지 센서(280)의 대각 모서리까지의 거리(ImgH)는 3.03 [㎜]이다.
촬상 광학계(200)는 조리개(ST)를 포함한다. 조리개(ST)는 제1렌즈(210)의 물체 측에 배치된다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계(200)는 도 5 및 도 6에 각각 도시된 바와 같은 수차 특성과 광학 특성을 나타낸다. 일 예로, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(200)의 F number는 1.99이고, 촬상 광학계(200)의 전체 길이(TTL: 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리)는 4.47 [㎜]이고, 촬상 광학계(200)의 전체 초점거리는 3.680 [㎜]이다.
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)는 제1렌즈(310) 내지 제6렌즈(360)를 포함한다. 제1렌즈(310) 내지 제6렌즈(360)는 물체 측으로부터 상면 측으로 순차적으로 배치된다.
제1렌즈(310)는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈(310)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈(310)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(310)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제1렌즈(310)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(310)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제1렌즈(310)의 초점거리는 2.530 [㎜]이다.
제2렌즈(320)는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈(320)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(320)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(320)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제2렌즈(320)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(320)는 1.634의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제2렌즈(320)의 초점거리는 -4.700 [㎜]이다.
제3렌즈(330)는 정의 굴절력을 가진다. 제3렌즈(330)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(330)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(330)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제3렌즈(330)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(330)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제3렌즈(330)의 초점거리는 10.900 [㎜]이다.
제4렌즈(340)는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈(340)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(340)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(340)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제4렌즈(340)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(340)는 1.634의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제4렌즈(340)의 초점거리는 -151.35 [㎜]이다.
제5렌즈(350)는 부의 굴절력을 가진다. 제5렌즈(350)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(350)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(350)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제5렌즈(350)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제5렌즈(350)의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제5렌즈(350)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(350)는 1.634의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제5렌즈(350)의 초점거리는 -5.120 [㎜]이다.
제6렌즈(360)는 정의 굴절력을 가진다. 제6렌즈(360)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(360)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(360)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제6렌즈(360)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제6렌즈(360)의 물체 측면 및 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(360)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(360)는 1.534의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제6렌즈(360)의 초점거리는 9.060 [㎜]이다.
촬상 광학계(300)는 필터(370)와 이미지 센서(380)를 포함한다.
필터(370)는 제6렌즈(360)의 상 측에 배치된다. 필터(370)는 대체로 평판 형태이다. 필터(370)는 제6렌즈(360)로부터 굴절되는 광으로부터 적외선을 차단할 수 있다.
이미지 센서(380)는 필터(370)의 뒤쪽에 배치된다. 이미지 센서(380)는 소정의 크기를 갖는다. 일 예로, 이미지 센서(380)의 상면과 광축의 교차지점으로부터 이미지 센서(380)의 대각 모서리까지의 거리(ImgH)는 3.04 [㎜]이다.
촬상 광학계(300)는 조리개(ST)를 포함한다. 조리개(ST)는 제1렌즈(310)의 물체 측에 배치된다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계(300)는 도 8 및 도 9에 각각 도시된 바와 같은 수차 특성과 광학 특성을 나타낸다. 일 예로, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(300)의 F number는 1.99이고, 촬상 광학계(300)의 전체 길이(TTL: 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리)는 4.47 [㎜]이고, 촬상 광학계(300)의 전체 초점거리는 3.690 [㎜]이다.
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성도
본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)는 제1렌즈(410) 내지 제6렌즈(460)를 포함한다. 제1렌즈(410) 내지 제6렌즈(460)는 물체 측으로부터 상면 측으로 순차적으로 배치된다.
제1렌즈(410)는 정의 굴절력을 가진다. 제1렌즈(410)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제1렌즈(410)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(410)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제1렌즈(410)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제1렌즈(410)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제1렌즈(410)의 초점거리는 2.880 [㎜]이다.
제2렌즈(420)는 부의 굴절력을 가진다. 제2렌즈(420)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(420)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(420)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제2렌즈(420)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제2렌즈(420)는 1.650의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제2렌즈(420)의 초점거리는 -4.950 [㎜]이다.
제3렌즈(430)는 정의 굴절력을 가진다. 제3렌즈(430)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제3렌즈(430)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(430)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제3렌즈(430)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제3렌즈(430)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제3렌즈(430)의 초점거리는 20.700 [㎜]이다.
제4렌즈(440)는 부의 굴절력을 가진다. 제4렌즈(440)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(440)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(440)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제4렌즈(440)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제4렌즈(440)는 1.650의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제4렌즈(440)의 초점거리는 -74.30 [㎜]이다.
제5렌즈(450)는 부의 굴절력을 가진다. 제5렌즈(450)는 물체 측면이 오목하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(450)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(450)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제5렌즈(450)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제5렌즈(450)의 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제5렌즈(450)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제5렌즈(450)는 1.650의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제5렌즈(350)의 초점거리는 -12.40 [㎜]이다.
제6렌즈(460)는 정의 굴절력을 가진다. 제6렌즈(460)는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제6렌즈(460)는 비구면 형상으로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(460)의 물체 측면과 상 측면은 모두 비구면이다. 제6렌즈(460)에는 변곡점이 형성된다. 일 예로, 제6렌즈(460)의 물체 측면 및 상 측면에는 하나 이상의 변곡점이 형성될 수 있다. 제6렌즈(460)는 플라스틱 재질로 이루어진다. 일 예로, 제6렌즈(460)는 1.544의 굴절률을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 제6렌즈(460)의 초점거리는 25.660 [㎜]이다.
촬상 광학계(400)는 필터(470)와 이미지 센서(480)를 포함한다.
필터(470)는 제6렌즈(460)의 상 측에 배치된다. 필터(470)는 대체로 평판 형태이다. 필터(470)는 제6렌즈(460)로부터 굴절되는 광으로부터 적외선을 차단할 수 있다.
이미지 센서(480)는 필터(470)의 뒤쪽에 배치된다. 이미지 센서(480)는 소정의 크기를 갖는다. 일 예로, 이미지 센서(480)의 상면과 광축의 교차지점으로부터 이미지 센서(480)의 대각 모서리까지의 거리(ImgH)는 3.42 [㎜]이다.
촬상 광학계(400)는 조리개(ST)를 포함한다. 조리개(ST)는 제1렌즈(410)의 물체 측에 배치된다.
이와 같이 구성된 촬상 광학계(400)는 도 11 및 도 12에 각각 도시된 바와 같은 수차 특성과 광학 특성을 나타낸다. 일 예로, 본 실시 예에 따른 촬상 광학계(400)의 F number는 1.90이고, 촬상 광학계(400)의 전체 길이(TTL: 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리)는 5.30 [㎜]이고, 촬상 광학계(400)의 전체 초점거리는 4.40 [㎜]이다.
위와 같이 구성된 제1실시 예 내지 제4실시 예에 따른 촬상 광학계는 표 1에 나타난 바와 같이 전술된 본 발명의 조건식을 모두 만족한다.
Figure 112015069105348-pat00001
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
100, 200, 300, 400 촬상 광학계
110, 210, 310, 410 제1렌즈
120, 220, 320, 420 제2렌즈
130, 230, 330, 430 제3렌즈
140, 240, 340, 440 제4렌즈
150, 250, 350, 450 제5렌즈
160, 260, 360, 460 제6렌즈
170, 270, 370, 470 필터
180, 280, 380, 480 이미지 센서 또는 상면
ST 조리개

Claims (16)

  1. 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈;
    부의 굴절력을 가지는 제2렌즈;
    정의 굴절력을 가지는 제3렌즈;
    부의 굴절력을 가지는 제4렌즈;
    부의 굴절력을 가지는 제5렌즈; 및
    정의 굴절력을 가지며, 상 측면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 형상인 제6렌즈;
    를 포함하고,
    하기 조건식들을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] 70 < FOV
    [조건식] 10 < |V1 - V4|
    (상기 조건식에서 FOV는 상기 촬상 광학계의 화각(Field of View)이고, 상기 조건식에서 V1은 제1렌즈의 아베수이고, V4는 제4렌즈의 아베수이다)
  2. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] SD/f < 0.6
    (상기 조건식에서 SD는 조리개(stop)의 지름이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다)
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] (r7-r8)/(r7+r8) < 0
    (상기 조건식에서 r7는 제4렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8은 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다)
  5. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] TTL/f < 1.3
    (상기 조건식에서 TTL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다)
  6. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] 10 < V1 - V5
    (상기 조건식에서 V1은 제1렌즈의 아베수이고, V5는 제5렌즈의 아베수이다)
  7. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] 0.5 ≤ SD/f
    (상기 조건식에서 SD는 조리개(stop)의 지름이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다)
  8. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    [조건식] |V4 - V5| < 10
    (상기 조건식에서 V4는 제4렌즈의 아베수이고, V5는 제5렌즈의 아베수이다)
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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