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KR102166130B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

촬상 광학계 Download PDF

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KR102166130B1
KR102166130B1 KR1020180067541A KR20180067541A KR102166130B1 KR 102166130 B1 KR102166130 B1 KR 102166130B1 KR 1020180067541 A KR1020180067541 A KR 1020180067541A KR 20180067541 A KR20180067541 A KR 20180067541A KR 102166130 B1 KR102166130 B1 KR 102166130B1
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KR
South Korea
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lens
optical system
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concave
focal length
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손주화
김인건
조용주
박주성
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈;를 포함하며, 상기 제5 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈의 초점거리는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리보다 작으며, 상기 제5 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 R10이라 할 때, -0.38 ≤ R10/f ≤ -0.32을 만족할 수 있다.

Description

촬상 광학계{Optical system}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것이다.
최근의 휴대 단말기는 화상 통화 및 사진 촬영이 가능하도록 카메라를 구비하고 있다. 아울러, 휴대 단말기에 장착되는 카메라의 활용도가 높아지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.
이에 따라, 카메라에 구비되는 렌즈의 매수가 늘어나고 있다. 그러나, 카메라가 장착되는 휴대 단말기는 소형화되고 있는 추세이므로, 카메라 내에서 렌즈 배치가 매우 어려운 문제가 있다.
따라서, 고해상도를 구현하도록 수차 보정이 가능하며, 제한된 공간 내에 복수의 렌즈를 배치할 수 있는 연구가 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 휴대용 전자기기에 용이하게 적용할 수 있고, 수차 보정이 용이한 촬상 광학계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈;를 포함하며, 상기 제5 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈의 초점거리는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리보다 작으며, 상기 제5 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 R10이라 할 때, -0.38 ≤ R10/f ≤ -0.32을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 광학계를 소형화하면서도 수차 보정을 용이하게 하여 고해상도의 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하의 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 광축을 따라 배치된 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 각각 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격 배치될 수 있다.
일 예로, 촬상 광학계는 7매의 렌즈를 포함한다.
7매로 구성된 실시예에서, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제7 렌즈는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.
또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius of curvature), 두께(Thickness), 거리(Distance), 유효 반경(Effective aperture radius) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 각도의 단위는 Degree 이다.
한편, 유효 반경(Effective aperture radius)은 광이 실제로 통과하는 각 렌즈의 일면(물체측 면 및 상측 면)의 반지름을 의미한다. 일 예로, 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 반경은 제1 렌즈의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.
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.
근축 영역(Paraxial Region)이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 7매의 렌즈를 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈를 포함한다.
그러나, 본 발명에 따른 촬상 광학계가 7매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터는 이미지 센서에 가장 가깝게 배치된 렌즈(일 예로, 제7 렌즈)와 이미지 센서 사이에 배치된다.
또한, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개는 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이, 또는 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 모든 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
아울러, 복수의 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.
즉, 제1 렌즈 내지 제7 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제7 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112018057654448-pat00001
수학식 1에서 c는 렌즈의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ H는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 거리를 나타낸다.
제1 렌즈 내지 제7 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/부/정/부/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
또는, 정/부/정/정/정/정/부의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 아래의 조건식들을 만족할 수 있다.
[조건식 1] 0.88 ≤ f5/f ≤ 0.93
[조건식 2] -0.38 ≤ R10/f ≤ -0.32
[조건식 3] 0.8 < f1/f < 0.9
[조건식 4] TTL/f < 1.3
[조건식 5] 0.41 mm < T3 < 0.48 mm
[조건식 6] 0.26 mm < T4 < 0.35 mm
[조건식 7] 0.45 mm < T5 < 0.57 mm
f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이고, f5는 제5 렌즈의 초점거리이고, R10은 제5 렌즈의 상측 면의 곡률반경이고, f1은 제1 렌즈의 초점거리이고, TTL은 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 이미지 센서의 촬상면까지의 거리이고, T3는 제3 렌즈의 광축 두께이고, T4는 제4 렌즈의 광축 두께이고, T5는 제5 렌즈의 광축 두께이다.
다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 설명한다.
제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제1 렌즈의 제1 면은 볼록하고, 제1 렌즈의 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제2 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제2 렌즈의 제1 면은 볼록하고, 제2 렌즈의 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제1 렌즈와 제2 렌즈는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
제3 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 볼록하고, 제3 렌즈의 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
또는, 제3 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면과 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
또는, 제3 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제3 렌즈의 제1 면은 오목하고, 제3 렌즈의 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
한편, 제3 렌즈는 제1 면에 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다.
또한, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
제4 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제4 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 볼록하고, 제4 렌즈의 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
또는, 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제4 렌즈의 제1 면은 오목하고, 제4 렌즈의 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제3 렌즈와 제4 렌즈는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
제5 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제5 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제5 렌즈의 제1 면은 오목하고, 제5 렌즈의 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제4 렌즈와 제5 렌즈는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
한편, 제5 렌즈의 초점거리는 촬상 광학계의 전체 초점거리보다 작게 구성된다.
제6 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 제6 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제6 렌즈의 제1 면은 오목하고, 제6 렌즈의 제2 면은 볼록한 형상일 수 있다.
제6 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제6 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
제7 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 제7 렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 제7 렌즈의 제1 면과 제2 면은 오목한 형상일 수 있다.
제7 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제7 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.
또한, 제7 렌즈는 제1 면과 제2 면 중 적어도 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈의 제1 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다. 제7 렌즈의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈 내지 제7 렌즈 중에서, 제7 렌즈의 초점거리의 절대값이 가장 작고, 제1 렌즈 초점거리의 절대값이 두 번째로 작으며, 제5 렌즈의 초점거리의 절대값이 세 번째로 작을 수 있다.
또한, 제1 렌즈, 제5 렌즈 및 제7 렌즈의 초점거리의 절대값은 각각 전체 초점거리보다 작을 수 있다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다.
일 예로, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈는, 인접한 렌즈와 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 형성되어 색 수차 보정 성능을 개선할 수 있다.
또한, 상기 조건식 2를 만족하도록 함으로써, 코마수차를 용이하게 보정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 제7 렌즈(170)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(180), 이미지 센서(190) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 1과 같다.
Figure 112018057654448-pat00002
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.5814 mm이고, 촬상 광학계의 화각(FOV)은 79.799°이고, Fno는 1.7689이고, TTL은 5.5 mm이고, 제1 렌즈(110)의 물체측 면의 유효 반경은 1.295 mm이다.
여기서, Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이고, TTL은 제1 렌즈(110)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(190)의 촬상면까지의 거리이다. 유효 반경은 제1 렌즈(110)의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(110)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제1 렌즈(110)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(120)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(120)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(120)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
그리고, 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120) 사이에 조리개(ST)가 배치된다.
제3 렌즈(130)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제3 렌즈(130)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제3 렌즈(130)의 제1 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제3 렌즈(130)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제4 렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(140)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(140)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제5 렌즈(150)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(150)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(150)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(140)와 제5 렌즈(150)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제4 렌즈(140)와 제5 렌즈(150)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제6 렌즈(160)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(160)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제6 렌즈(160)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(170)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(170)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 각 면은 표 2에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018057654448-pat00003
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(210), 제2 렌즈(220), 제3 렌즈(230), 제4 렌즈(240), 제5 렌즈(250), 제6 렌즈(260) 및 제7 렌즈(270)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(280), 이미지 센서(290) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 3과 같다.
Figure 112018057654448-pat00004
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.5971 mm이고, 촬상 광학계의 화각(FOV)은 79.64°이고, Fno는 1.77이고, TTL은 5.55 mm이고, 제1 렌즈(210)의 물체측 면의 유효 반경은 1.295 mm이다.
여기서, Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이고, TTL은 제1 렌즈(210)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(290)의 촬상면까지의 거리이다. 유효 반경은 제1 렌즈(210)의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(210)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제1 렌즈(210)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(220)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(220)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(220)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
그리고, 제1 렌즈(210)와 제2 렌즈(220) 사이에 조리개(ST)가 배치된다.
제3 렌즈(230)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(230)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
또한, 제3 렌즈(230)의 제1 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제3 렌즈(230)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하다가 가장자리로 갈수록 오목한 형상일 수 있다.
제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 렌즈(220)와 제3 렌즈(230)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제4 렌즈(240)는 정의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(240)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제4 렌즈(240)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제3 렌즈(230)와 제4 렌즈(240)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제5 렌즈(250)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(250)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(250)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(240)와 제5 렌즈(250)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제4 렌즈(240)와 제5 렌즈(250)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제6 렌즈(260)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(260)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제6 렌즈(260)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제7 렌즈(270)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(270)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
한편, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 각 면은 표 4에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(210) 내지 제7 렌즈(270)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018057654448-pat00005
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 4에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(310), 제2 렌즈(320), 제3 렌즈(330), 제4 렌즈(340), 제5 렌즈(350), 제6 렌즈(360) 및 제7 렌즈(370)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단필터(380), 이미지 센서(390) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.
각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반지름(Radius of curvature), 렌즈의 두께(Thickness) 또는 렌즈들 간의 거리(Distance), 굴절률(Index), 아베수(Abbe수), 유효 반경(Effective aperture radius))은 표 5와 같다.
Figure 112018057654448-pat00006
한편, 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 4.8973 mm이고, 촬상 광학계의 화각(FOV)은 76.564°이고, Fno는 2.1849이고, TTL은 5.8 mm이고, 제1 렌즈(310)의 물체측 면의 유효 반경은 1.25 mm이다.
여기서, Fno는 광학계의 밝기를 나타내는 수이고, TTL은 제1 렌즈(310)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(390)의 촬상면까지의 거리이다. 유효 반경은 제1 렌즈(310)의 물체측 면에 빛이 입사되는 끝 부분과 광축 사이의 직선 거리를 의미할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서, 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈(310)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록하고, 제1 렌즈(310)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력을 가지며, 제2 렌즈(320)의 제1 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이고, 제2 렌즈(320)의 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 렌즈(310)와 제2 렌즈(320)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제3 렌즈(330)는 정의 굴절력을 가지며, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제3 렌즈(330)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
또한, 제3 렌즈(330)의 제1 면은 근축 영역 이외의 지점에서도 오목한 형상이다.
제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
그리고, 제2 렌즈(320)와 제3 렌즈(330) 사이에 조리개(ST)가 배치된다.
제4 렌즈(340)는 부의 굴절력을 가지며, 제4 렌즈(340)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제4 렌즈(340)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제3 렌즈(330)와 제4 렌즈(340)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제5 렌즈(350)는 정의 굴절력을 가지며, 제5 렌즈(350)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제5 렌즈(350)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제4 렌즈(340)와 제5 렌즈(350)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제4 렌즈(340)와 제5 렌즈(350)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제6 렌즈(360)는 정의 굴절력을 가지며, 제6 렌즈(360)의 제1 면은 근축 영역에서 오목한 형상이고, 제6 렌즈(360)의 제2 면은 근축 영역에서 볼록한 형상이다.
제5 렌즈(350)와 제6 렌즈(360)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제5 렌즈(350)와 제6 렌즈(360)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
제7 렌즈(370)는 부의 굴절력을 가지며, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목한 형상이다.
또한, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면에는 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 제7 렌즈(370)의 제1 면과 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.
제6 렌즈(360)와 제7 렌즈(370)는 서로 상이한 광학적 특성을 갖는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제6 렌즈(360)와 제7 렌즈(370)의 아베수는 서로 상이할 수 있다.
한편, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 각 면은 표 6에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(310) 내지 제7 렌즈(370)의 물체측 면 및 상측 면은 모두 비구면이다.
Figure 112018057654448-pat00007
또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.
Figure 112018057654448-pat00008
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
110, 210, 310: 제1 렌즈
120, 220, 320: 제2 렌즈
130, 230, 330: 제3 렌즈
140, 240, 340: 제4 렌즈
150, 250, 350: 제5 렌즈
160, 260, 360: 제6 렌즈
170, 270, 370: 제7 렌즈
180, 280, 380: 적외선 차단 필터
190, 290, 390: 이미지 센서

Claims (14)

  1. 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈 및 제7 렌즈;를 포함하며,
    상기 제5 렌즈는 정의 굴절력을 갖고,
    상기 제5 렌즈의 초점거리는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리보다 작으며,
    상기 전체 초점거리를 f, 상기 제5 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 R10이라 할 때, -0.38 ≤ R10/f ≤ -0.32을 만족하고,
    상기 제1 렌즈의 초점거리를 f1이라 할 때, 0.8 < f1/f < 0.9를 만족하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈의 초점거리를 f5, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.88 ≤ f5/f ≤ 0.93을 만족하는 촬상 광학계.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈를 통해 입사된 광을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서;를 더 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상기 이미지 센서의 촬상면까지의 거리를 TTL이라 할 때, TTL/f < 1.3을 만족하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 광축 두께를 T3라 할 때, 0.41 mm < T3 < 0.48 mm를 만족하는 촬상 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 광축 두께를 T4라 할 때, 0.26 mm < T4 < 0.35 mm를 만족하는 촬상 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈의 광축 두께를 T5라 할 때, 0.45 mm < T5 < 0.57 mm를 만족하는 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하며, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록하며, 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 정의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 물체측 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된 촬상 광학계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제6 렌즈는 정의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 오목하며, 상측 면이 볼록한 촬상 광학계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 면과 상측 면이 오목한 촬상 광학계.
  14. 물체측으로부터 상측을 향하여 광축을 따라 순차로 배치된 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제6 렌즈 및 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈;를 포함하며,
    상기 제5 렌즈의 초점거리를 f5, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈로 구성된 광학계의 전체 초점거리를 f라 할 때, 0.88 ≤ f5/f ≤ 0.93을 만족하고,
    상기 제1 렌즈의 초점거리를 f1이라 할 때, 0.8 < f1/f < 0.9를 만족하는 촬상 광학계.
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