KR101659165B1

KR101659165B1 - 촬상 광학계

Info

Publication number: KR101659165B1
Application number: KR1020140130796A
Authority: KR
Inventors: 손주화
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-09-22
Also published as: CN110161665B; US20160091691A1; CN106154510A; KR20160038267A; CN110161665A; US9897777B2; CN106154510B

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈; 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및 굴절력을 갖는 제5 렌즈;를 배치하여 구면 수차 및 코마 수차를 개선함으로써 밝으면서도 고해상도를 구현할 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 단말기에서 카메라가 차지하는 기능이 점차 커지면서, 휴대 단말기용 카메라의 고해상도 및 고성능화에 대한 요구가 점차 커지고 있다.

그런데 휴대용 단말기는 점차 소형화 또는 경량화되는 추세이므로, 고해상도 및 고성능의 카메라를 구현하는데 한계가 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 카메라의 렌즈를 유리보다 가벼운 플라스틱 재질로 제작하고 있으며, 고해상도의 구현을 위해 5매 이상의 렌즈로 렌즈 모듈을 구성하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 민감도를 개선시킬 수 있는 촬상 광학계를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계에 의하면, 수차 개선 효과를 향상시킴과 아울러 고해상도를 구현할 수 있고, 렌즈의 조립 공차에 대한 민감도를 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 4는 도 1에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표.
도 5는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 9는 도 6에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 10은 도 6에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 12 및 도 13은 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 14는 도 11에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 15는 도 11에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 17 및 도 18은 도 16에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 19는 도 16에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 20은 도 16에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계의 구성도.
도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 촬상 광학계의 수차 특성을 나타낸 곡선.
도 24는 도 21에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 25는 도 21에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 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.

아울러, 제1 렌즈는 물체측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5 렌즈는 상측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다.

또한, 앞쪽이라 함은 촬상 광학계에서 물체측에 가까운 쪽을 의미하고, 뒤쪽이라 함은 촬상 광학계에서 이미지 센서 또는 상측에 가까운 쪽을 의미한다. 또한, 각각의 렌즈에서 제1 면은 물체 측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2 면은 상측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름, 두께 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 5매의 렌즈를 포함한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈를 포함한다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계가 5매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 촬상 광학계는 광량을 조절하기 위한 조리개를 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 촬상 광학계는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 재질로 이루어진다.

아울러, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가진다. 또한, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 각각 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다.

즉, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.

상기 수학식 1에서 c는 렌즈의 정점에서의 곡률(곡률 반지름의 역수)이고, K는 코닉 상수이고, Y는 광축에 수직인 방향으로의 거리를 나타낸다. 아울러, 상수 A ~ F는 비구면 계수를 의미한다. 그리고 Z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를 나타낸다.

상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈로 구성된 촬상 광학계는 물체측으로부터 순서대로 정/정/부/정 또는 부/부의 굴절력을 가진다.

이와 같이 구성된 촬상 광학계는 수차 개선을 통해 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 렌즈의 조립시 허용 공차를 크게 하여 양산 수율을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 1을 만족한다.

[조건식 1]

43 < (ANG*ImgH)/(Fno*TTL) < 55

조건식 1에서 ANG는 상기 촬상 광학계의 화각, ImgH는 상기 이미지 센서의 상면의 대각 길이, Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 2를 만족한다.

[조건식 2]

0.33 < R1/EFL ≤ 0.39

조건식 2에서 R1은 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 3을 만족한다.

[조건식 3]

0.42 ≤ R2/EFL < 0.50

조건식 3에서 R2는 상기 제1 렌즈의 상측 면의 곡률 반경이고, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 4를 만족한다.

[조건식 4]

0.47 ≤ R3/EFL ≤ 0.88

조건식 4에서 R3은 상기 제2 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이고, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 5를 만족한다.

[조건식 5]

0.65 < TTL/ImgH ≤ 0.75

조건식 5에서 TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 상면의 대각 길이이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 6을 만족한다.

[조건식 6]

Fno ≤ 2.4

조건식 6에서 Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 7을 만족한다.

[조건식 7]

Fno ≤ 2.3

조건식 7에서 Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 8을 만족한다.

[조건식 8]

ANG/Fno ≥ 32

조건식 8에서 ANG는 상기 촬상 광학계의 화각이고, Fno는 상기 촬상 광학계의 밝기이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 9를 만족한다.

[조건식 9]

v4 < 24

조건식 9에서 v4는 상기 제4 렌즈의 아베수이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 10을 만족한다.

[조건식 10]

ANG > 74°

조건식 10에서 ANG는 상기 촬상 광학계의 화각이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계는 조건식 11을 만족한다.

[조건식 11]

ANG > 74.5°

조건식 11에서 ANG는 상기 촬상 광학계의 화각이다.

다음에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 광학계를 구성하는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 설명한다.

상기 제1 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상일 수 있다.

상기 제1 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제2 렌즈는 정의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제2 렌즈는 양면이 볼록한 형상이다.

상기 제2 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제3 렌즈의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상이다.

상기 제3 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제4 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제4 렌즈의 제1 면은 물체측으로 오목한 형상이고, 상기 제4 렌즈의 제2 면은 상측으로 볼록한 형상이다.

상기 제4 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 아울러, 상기 제5 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 부연 설명하면, 상기 제5 렌즈의 제1 면과 제2 면은 물체측으로 볼록한 형상이다.

상기 제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈의 양면은 모두 비구면일 수 있다.

또한, 상기 제5 렌즈는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈의 제2 면은 근축 영역에서 오목하다가 가장자리로 갈수록 볼록한 형상일 수 있다.

또한, 상기 제5 렌즈는 상기 제5 렌즈의 유효반경 내에 변곡점이 적어도 4개 구비될 수 있다.

위와 같이 구성된 촬상 광학계는 다수의 렌즈가 수차 보정 기능을 수행하므로 수차 개선 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈가 정의 굴절력을 갖도록 하여 구면 수차를 보정하는 동시에, 상기 제2 렌즈의 상측면을 볼록하게 형성하여 코마 수차의 보정을 원활하게 할 수 있다.

아울러, 상기 촬상 광학계는 렌즈 조립 시 허용 공차를 크게하여 민감도를 개선시키며 양산 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 촬상 광학계는 플라스틱 재질로 모든 렌즈를 구성할 수 있으며, 이를 통해 렌즈 모듈의 제조 단가를 낮추고 제조효율을 높일 수 있다.

도 1 내지 도 5를 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) 및 제5 렌즈(150)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(160) 및 이미지 센서(170)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반경, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수, 유효반경)은 도 4와 같다.

본 발명의 제1 실시예에서, 상기 제1 렌즈(110)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(120)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제3 렌즈(130)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(140)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(150)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 또한, 상기 제5 렌즈(150)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 또한, 상기 제5 렌즈(150)는 상기 제5 렌즈(150)의 유효반경 내에 적어도 4개의 변곡점을 구비한다.

한편, 상기 제1 렌즈(110) 내지 상기 제5 렌즈(150)의 각 면은 도 5에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면 내지 제5 렌즈(150)의 제2 면은 모두 비구면이다.

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 3에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.

도 6 내지 도 10을 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) 및 제5 렌즈(250)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(260) 및 이미지 센서(270)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반경, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수, 유효반경)은 도 9와 같다.

본 발명의 제2 실시예에서, 상기 제1 렌즈(210)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(220)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제3 렌즈(230)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(240)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(250)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 또한, 상기 제5 렌즈(250)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 또한, 상기 제5 렌즈(250)는 상기 제5 렌즈(250)의 유효반경 내에 적어도 4개의 변곡점을 구비한다.

한편, 상기 제1 렌즈(210) 내지 상기 제5 렌즈(250)의 각 면은 도 10에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(210)의 제1 면 내지 제5 렌즈(250)의 제2 면은 모두 비구면이다.

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 7 및 도 8에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.

도 11 내지 도 15를 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) 및 제5 렌즈(350)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(360), 이미지 센서(370) 및 조리개(ST)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반경, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수, 유효반경)은 도 14와 같다.

본 발명의 제3 실시예에서, 상기 제1 렌즈(310)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(320)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제3 렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 또한, 상기 제5 렌즈(350)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 또한, 상기 제5 렌즈(350)는 상기 제5 렌즈(350)의 유효반경 내에 적어도 4개의 변곡점을 구비한다. 그리고, 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(310)와 상기 제2 렌즈(320) 사이에 배치된다.

한편, 상기 제1 렌즈(310) 내지 상기 제5 렌즈(350)의 각 면은 도 15에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(310)의 제1 면 내지 제5 렌즈(350)의 제2 면은 모두 비구면이다.

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 12 및 13에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.

도 16 내지 도 20를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(410), 제2 렌즈(420), 제3 렌즈(430), 제4 렌즈(440) 및 제5 렌즈(450)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(460) 및 이미지 센서(470)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반경, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수, 유효반경)은 도 19와 같다.

본 발명의 제4 실시예에서, 상기 제1 렌즈(410)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(420)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제3 렌즈(430)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(440)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(450)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 또한, 상기 제5 렌즈(450)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 또한, 상기 제5 렌즈(450)는 상기 제5 렌즈(450)의 유효반경 내에 적어도 4개의 변곡점을 구비한다.

한편, 상기 제1 렌즈(410) 내지 상기 제5 렌즈(450)의 각 면은 도 20에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(410)의 제1 면 내지 제5 렌즈(450)의 제2 면은 모두 비구면이다.

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 17 및 도 18에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.

도 21 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 제1 렌즈(510), 제2 렌즈(520), 제3 렌즈(530), 제4 렌즈(540) 및 제5 렌즈(550)를 구비하는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(560) 및 이미지 센서(70)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각 렌즈의 렌즈 특성(곡률 반경, 렌즈의 두께 또는 렌즈들 간의 거리, 굴절률, 아베수, 유효반경)은 도 24와 같다.

본 발명의 제5 실시예에서, 상기 제1 렌즈(510)는 정의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제2 렌즈(520)는 정의 굴절력을 가지며, 양면이 볼록한 형상이다. 상기 제3 렌즈(530)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제4 렌즈(540)는 부의 굴절력을 가지며, 상측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 상기 제5 렌즈(550)는 부의 굴절력을 가지며, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이다. 또한, 상기 제5 렌즈(550)는 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 변곡점이 형성된다. 또한, 상기 제5 렌즈(550)는 상기 제5 렌즈(550)의 유효반경 내에 적어도 4개의 변곡점을 구비한다.

한편, 상기 제1 렌즈(510) 내지 상기 제5 렌즈(550)의 각 면은 도 25에 도시된 바와 같은 비구면 계수를 가진다. 즉, 상기 제1 렌즈(510)의 제1 면 내지 제5 렌즈(550)의 제2 면은 모두 비구면이다.

또한, 이와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 22 및 도 23에 도시된 수차 특성을 가질 수 있다.

한편, 표 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 촬상 광학계는 앞서 설명한 조건식 1 내지 9를 만족한다는 것을 알 수 있고, 이를 통해 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.

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, 410, 510: 제1 렌즈
120, 220, 320, 420, 520: 제2 렌즈
130, 230, 330, 430, 530: 제3 렌즈
140, 240, 340, 440, 540: 제4 렌즈
150, 250, 350, 450, 550: 제5 렌즈
160, 260, 360, 460, 560: 적외선 차단 필터
170, 270, 370, 470, 570: 이미지 센서
ST: 조리개

Claims

물체측으로부터 순서대로,
정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈;
굴절력을 갖는 제4 렌즈;
굴절력을 갖는 제5 렌즈; 및
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서;를 포함하고, 조건식 1을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 1]
43 < (ANG*ImgH)/(Fno*TTL) < 55
(ANG는 상기 촬상 광학계의 화각, ImgH는 상기 이미지 센서의 상면의 대각 길이, Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리)
삭제
제1항에 있어서,
조건식 2를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 2]
0.33 < R1/EFL ≤ 0.39
(R1은 상기 제1 렌즈의 물체측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제1항에 있어서,
조건식 3을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 3]
0.42 ≤ R2/EFL < 0.50
(R2는 상기 제1 렌즈의 상측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제1항에 있어서,
조건식 4를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 4]
0.47 ≤ R3/EFL ≤ 0.88
(R3은 상기 제2 렌즈의 물체측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서를 더 포함하고, 조건식 5를 만족하는 촬상 광학계.
조건식 5를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 5]
0.65 < TTL/ImgH ≤ 0.75
(TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리, ImgH는 상기 이미지 센서의 상면의 대각 길이)
제1항에 있어서,
조건식 6을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 6]
Fno ≤ 2.4
(Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수)
제1항에 있어서,
조건식 7을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 7]
Fno ≤ 2.3
(Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수)
제1항에 있어서,
조건식 8을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 8]
ANG/Fno ≥ 32
(ANG는 상기 촬상 광학계의 화각, Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수)
제1항에 있어서,
조건식 9를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 9]
v4 < 24
(v4는 상기 제4 렌즈의 아베수)
제1항에 있어서,
조건식 10을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 10]
ANG > 74°
(ANG는 상기 촬상 광학계의 화각)
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
조건식 11을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 11]
ANG > 74.5°
(ANG는 상기 촬상 광학계의 화각)
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
제2 렌즈는 양면이 볼록한 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제3 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제5 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제5 렌즈의 물체측면 및 상측면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 변곡점을 가지는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이에 조리개가 배치되는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 플라스틱 렌즈인 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈의 각 면은 모두 비구면인 촬상 광학계.
물체측으로부터 순서대로,
정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
부의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 제3 렌즈;
굴절력을 갖는 제4 렌즈;
굴절력을 갖고, 유효반경 내에 변곡점이 적어도 4개 구비되는 제5 렌즈; 및
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서;를 포함하며,
조건식 1을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 1]
43 < (ANG*ImgH)/(Fno*TTL) < 55
(ANG는 상기 촬상 광학계의 화각, ImgH는 상기 이미지 센서의 상면의 대각 길이, Fno는 상기 광학계의 밝기를 나타내는 상수, TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 거리)
제25항에 있어서,
조건식 2를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 2]
0.33 < R1/EFL ≤ 0.39
(R1은 상기 제1 렌즈의 물체측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제25항에 있어서,
조건식 3을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 3]
0.42 ≤ R2/EFL < 0.50
(R2는 상기 제1 렌즈의 상측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제25항에 있어서,
조건식 4를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 4]
0.47 ≤ R3/EFL ≤ 0.88
(R3은 상기 제2 렌즈의 물체측면의 곡률 반경, EFL은 상기 촬상 광학계의 전체 초점거리)
제25항에 있어서,
조건식 5를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 5]
0.65 < TTL/ImgH ≤ 0.75
제25항에 있어서,
조건식 6을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 6]
Fno ≤ 2.4
제25항에 있어서,
조건식 7을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 7]
Fno ≤ 2.3
제25항에 있어서,
조건식 8을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 8]
ANG/Fno ≥ 32
제25항에 있어서,
조건식 9를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 9]
v4 < 25
(v4는 상기 제4 렌즈의 아베수)
제25항에 있어서,
조건식 10을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 10]
ANG > 74°
제25항에 있어서,
조건식 11을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식 11]
ANG > 74.5°
제25항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제25항에 있어서,
상기 제2 렌즈는 양면이 볼록한 촬상 광학계.
삭제
제25항에 있어서,
상기 제3 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제25항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
제25항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.
제25항에 있어서,
상기 제5 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 촬상 광학계.
제25항에 있어서,
상기 제5 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상인 촬상 광학계.