KR101834554B1 - 촬영 렌즈 광학계 - Google Patents

촬영 렌즈 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR101834554B1
KR101834554B1 KR1020160032937A KR20160032937A KR101834554B1 KR 101834554 B1 KR101834554 B1 KR 101834554B1 KR 1020160032937 A KR1020160032937 A KR 1020160032937A KR 20160032937 A KR20160032937 A KR 20160032937A KR 101834554 B1 KR101834554 B1 KR 101834554B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
conditional expression
optical system
here
refractive index
Prior art date
Application number
KR1020160032937A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170108669A (ko
Inventor
정필선
김동영
안치호
Original Assignee
주식회사 에이스솔루텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이스솔루텍 filed Critical 주식회사 에이스솔루텍
Priority to KR1020160032937A priority Critical patent/KR101834554B1/ko
Priority to PCT/KR2017/002833 priority patent/WO2017160093A1/ko
Priority to US16/086,246 priority patent/US20210141194A1/en
Publication of KR20170108669A publication Critical patent/KR20170108669A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101834554B1 publication Critical patent/KR101834554B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/362Mechanical details, e.g. mountings for the camera or image sensor, housings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/005Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for correction of secondary colour or higher-order chromatic aberrations
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/208Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/281Interference filters designed for the infrared light
    • G02B5/282Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/62Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S501/00Compositions: ceramic
    • Y10S501/90Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

촬영 렌즈 광학계에 관해 개시된다. 개시된 렌즈 광학계는 물체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 렌즈를 포함한다. 상기 제5렌즈는 정(+)의 파워를 가지고, 상기 제6렌즈를 부(-)의 파워를 가지며, 제5렌즈와 제6렌즈를 하나로 접합되어 정의 파워를 가지는 접합렌즈를 구성한다.

Description

촬영 렌즈 광학계{Photographic lens optical system}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 촬상 장치에 적용되는 초소형 렌즈 광학계에 관한 것이다.
반도체 이미지 센서는 산업용, 가정용, 취미용 등 가릴 것 없이 촬영이 필요하거나 욕구되는 모든 분야로 그 이용 범위가 확대하고 있다.
CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 등의 반도체 이미지 센서의 성능이 크게 향상되면서 그 적용 분야의 폭 넓게 적용된다. 이러한 반도체 이미지 센서는 혁신을 거듭하면서 화소 집적도가 급격히 상승하고 있어서, 소형 이면서도 해상도가 극히 높은 이미지의 촬상이 가능하게 되었다.
이와 같은 고화소수에 이미지 센서에 대응하여 이에 부응하는 고품질의 렌즈 광학계가 요구된다. 고품질 광학계, 특히 초광각 광학계에는 모든 영역에서 수차가 적으면서 높은 선예도를 가지는 것이 필요하다.
양질의 영상을 얻기 위해서는 위와 같은 고품질의 촬상 소자뿐 아니라 이에 부합하는 렌즈 광학계가 필요하다.
일반적인 소형 카메라, 예컨대 최근 휴대폰에 필수적으로 설치되고 있는데, 촬상소자, 즉 이미지 센서가 급격히 초고화소화되고 있다. 이러한 초고화소 이미지 센서의 성능을 보장하기 위해서는 소형이면서도 여기에 부합하는 고품질의 렌즈 광학계가 필요하다.
이와 같이 소형 카메라에 요구되는 이상의 광학적 성능을 가지면서도 성형 및 가공이 용이하여 소형화가 용이할 뿐 아니라 제조 비용도 낮출 수 있는 렌즈의 연구는 여전한 과제이다.
본 발명은 소형이면서도 초고화소 촬상 장치에 사용될 수 있는 렌즈 광학계를 제공한다.
본 발명은 소형화가 용이하고, 높은 광학적 성능을 가지면서도 제조 단가를 낮출 수 있는 렌즈 광학계를 제공한다.
본 발명에 따른 렌즈 광학계:는
물체(object)측과 상면(image plane) 간의 광축 상에 순서 배치되는 것으로, 상기 물체 측을 향하는 입사면과 상기 상측을 향하는 출사면을 각각 가지는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈;가 순서대로 배치되는 렌즈계를 구비하며,
정(Positive)의 파워를 가지는 제1렌즈;
부(Negative)의 파워를 가지는 제2렌즈;
정(Positive)의 파워를 가지는 제3렌즈;
부(Negative)의 파워를 가지는 제4렌즈;
정(Positive)의 파워를 가지는 제5렌즈; 그리고
부(Negative)의 파워를 가지는 제6렌즈; 를 구비하고,
아래의 조건식1 내지 조건식6 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
<조건식1>
70 ≤ Fov ≤ 90
여기서, Fov(Field of view)는 광학계의 대각선 방향의 화각을 나타낸다.
<조건식2>
0.55 ≤ TTL/IH ≤ 0.8
여기에서, TTL(Total Track Length)은 제1렌즈의 물체측면으로부터 상면(image plane)까지의 길이이며, IH(Image Height) 는 상면에서의 이미지 높이이다.
<조건식3>
0.9 ≤ Ind1/Ind2 ≤ 1.05
여기에서, Ind2는 제2렌즈의 굴절률, 그리고 Ind1은 제1렌즈의 굴절률이다.
<조건식4>
1.5 ≤ Abv1/Abv2 ≤ 3.5
여기에서, Abv1은 제1렌즈의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈의 아베수이다.
<조건식5>
0.9 ≤ Ind6/Ind4 ≤ 1.05
여기에서, Ind6는 제6렌즈의 굴절률, 그리고 Ind4는 제4렌즈의 굴절률이다.
<조건식6>
1.5 ≤ Abv6/Abv4 ≤ 3.5
여기에서, Abv1은 제1렌즈의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈의 아베수이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 광학계는 상기 제1렌즈의 입사면과 출사면의 사이에 조리개(STOP)가 마련될 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면,
제1렌즈 내지 제6렌즈 중 적어도 어느 하나가 비구면의 입사면 또는 출사면을 가질 수 있다.
소형이면서도 고성능·고해상도를 얻을 수 있는 광각 렌즈 광학계를 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 광학계는 물체에서 이미지센서 방향으로 순차적으로 배열된 정(+), 부(-), 정(+), 부(-),정(+), 부(-),의 파워를 갖는 제1렌즈 내지 제6렌즈를 포함하고, 조리개가 제1렌즈의 입사면과 출사면의 사이에 배치되거나 또는 조건식 1 내지 6 중에서 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 광각 광학 장치로서 일반적인 촬영 장치뿐 아니라 초고해상도 촬영장치에 적합하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 주요 구성요소의 배치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면만곡 및 왜곡을 보여주는 수차도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 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 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 렌즈 광학계를 보여준다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 6군6매의 렌즈를 구비하는 것으로서, 피사체 또는 물체(OBJ)와 물체(OBJ)의 상이 맺히는 결상면(image plane) 이미지 센서(IMG) 사이에 물체(OBJ) 측으로부터 순차로 배열된 일곱 매의 렌즈를 구비한다.
아래의 설명에서 언급되는 입사면은 물체를 향하는 면이며 출사면은 이미지 센서를 향하는 면이다.
이들 여섯 매의 렌즈는 광이 입사하는, 즉 물체(OBJ)를 향하는 입사면과 광이 출사하는, 즉 이미지 센서(IMG)를 향하는 출사면을 가지며, 여기에는 제1렌즈(I), 제2렌즈(Ⅱ), 제3렌즈(Ⅲ), 제4렌즈(Ⅳ), 제5렌즈(Ⅴ) 및 제6렌즈(VI)가 포함된다.
제1렌즈(I)는 정(+)의 파워(굴절률)을 가진다. 본 발명의 한 실시예에 따라 제1렌즈(I)는 물체(OBJ) 측으로 볼록한 입사면을 가질 수 있다.
제2렌즈(II)는 부(-)의 파워를 가지며, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 물체(OBJ) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
제3렌즈(III)는 정(+)의 파워를 가지며, 본 발명의 한 실시 예에 따라 양면 볼록형 렌즈일 수 있다.
제4렌즈(IV)는 부(-)의 파워를 가지며, 본 발명의 한 실시 예에 따라 그 입사면과 출사면이 이미지센서(상면) 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈 일 수 있다.
제5렌즈(V)는 정(+)의 파워를 가지며, 본 발명의 일 실시예에 따라 입사면과출사면 중 적어도 어느 하나의 면이 비구면이며, 이는 2 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
제6렌즈(VI)는 부(-)의 파워를 가지며, 본 발명의 일 실시예에 따라 입사면과출사면 중 적어도 어느 하나의 면이 비구면이며, 이는 2 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
본 발명의 광학 렌즈 장치에는 조리개(STOP, S1)와 적외선 차단 수단(IR)이 더 구비될 수 있다. 조리개(S1)는 제3렌즈(III)와 제4렌즈(IV) 사이에 구비될 수 있다. 적외선 차단 수단(IR)은 제6렌즈(VI)와 이미지센서(IMG) 사이에 구비될 수 있다.
적외선 차단 수단(IR)은 적외선 차단 필터일 수 있다. 이러한 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 6 중 적어도 하나를 만족한다.
<조건식 1>
70 ≤ Fov ≤ 90
여기서, Fov (Field of view)는 광학계의 대각선 방향의 화각을 나타내며, 단위는 도(degree, °)이다. 이는 본 발명의 렌즈 광학계의 고해상 광각 설계를 위한 조건이다.
<조건식 2>
0.55 ≤ TTL/IH ≤ 0.8
여기서, TTL (Total Track Length)는 제1렌즈(I) 입사면 중심으로부터 상면(image plane or image sensor)까지의 거리 또는 높이를 나타내며, IH(Image Height)는 유효경 이미지 높이(상고)를 나타낸다.
이는 광학 렌즈계의 전장(Total Length)을 센서 크기에 대비하여 한정하는 것으로 광각렌즈이면서도, 휴대폰에 탑재 가능한 초슬림 설계를 위한 조건이다.
<조건식3>
0.9 ≤ Ind1/Ind2 ≤1.05
여기에서, Ind1은 제1렌즈(I)의 굴절율, Ind2는 제2렌즈(II)의 굴절율을 나타낸다. 이는 색수차 최소화를 위한 조건이다.
<조건식4>
1.5 ≤ Abv1/Abv2 ≤ 3.5
여기에서, Abv1은 제1렌즈(I)의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈(II)의 아베수이다. 이는 색수차를 최소화하기 위한 조건이다.
제2렌즈(II)의 아베수(abv2)에 비해 제1렌즈(I)의 아베수(abv1)를 크게 배열함으로써 초광학 렌즈에서 발생하는 색수차를 최소화하게 된다.
<조건식5>
0.9 ≤ Ind6/Ind4 ≤ 1.05
여기에서, Ind6는 제6렌즈(VI)의 굴절률, 그리고 Ind4는 제4렌즈(IV)의 굴절률이다.
<조건식6>
1.5 ≤ Abv6/Abv4 ≤ 3.5
여기에서, Abv6은 제6렌즈의 아베수이며, Abv4는 제4렌즈의 아베수이다.
제4렌즈의 아베수에 비해 제6렌즈의 아베수를 크게 배열함으로써 초광학 렌즈에서 발생하는 색수차를 최소화하게 된다.
아래의 표1은 도1 내지 도3에 도시된 제1실시예(EMB1) 내지 제3실시예(EMB3) 별 광학적 특성을 나타낸다.
Figure 112016026420331-pat00001
위에서 IH는 유효경(effective diameter)의 이미지 높이(image height), TTL은 제1렌즈(IV)의 입사면 중심으로부터 센서까지의 거리, OAL은 전술한 바와 같이 제1렌즈(I)의 입사면 중심으로부터 제6렌즈 출사면의 중심까지의 거리 또는 높이를 나타내며, 단위는 mm 이다. 그리고, FOV는 광학계의 대각선 방향의 화각(degree, °)을 나타낸다.
아래의 표2는 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 광학적 조건을 상기 조건식 1 내지 조건식 6에 대비한 결과를 보인다.
Figure 112016026420331-pat00002
표2을 참조하면, 상기 제1실시예 내지 제3실시예의 렌즈 광학계는 조건식1 내지 조건식6을 만족하는 것을 알 수 있다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계에서 제1 내지 제6렌즈(I∼VI)는, 그 형상 및 치수(dimension)를 고려했을 때, 플라스틱으로 제조할 수 있으며, 특히 대구경인 제1렌즈를 고굴절률의 플라스틱으로 제조할 수 있다.
이하, 렌즈 데이터 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
아래의 표3 내지 표5은 각각 도1 내지 도3의 렌즈 광학계를 구성하는 각 렌즈에 대한 곡률반경, 렌즈 두께 또는 렌즈 사이의 거리, 굴절률 및 아베수 등을 나타낸다.
표3 내지 표5에서 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. 여기에서 R 값과 D 값의 단위는 ㎜이다.
Figure 112016026420331-pat00003
Figure 112016026420331-pat00004
Figure 112016026420331-pat00005
한편, 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 렌즈 광학계에서 모든 렌즈가 전체 렌즈 또는 일부 렌즈가 비구면을 가질 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예 내지 제3실시예에 따른 렌즈 광학계에서 비구면은 아래의 비구면 방정식을 만족한다.
Figure 112016026420331-pat00006
여기서, Z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, Y는 광 축에 수직한 방향으로의 거리를, R은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경, K는 코닉 상수(conic constant)를 나타내고, A, B, C, D, E, F, G, H 및 J 는 비구면 계수를 나타낸다.
표6 내지 표8들은 각각 도 1 내지 도 3에 대응되는 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 렌즈 시스템에서의 비구면 계수를 나타낸다.
Figure 112016026420331-pat00007
Figure 112016026420331-pat00008
Figure 112016026420331-pat00009
본 발명에 따른 렌즈 광학계는, 전술한 바와 같이, 6군 6매의 렌즈 구성을 가지며, 제1렌즈, 제3렌즈와 제5렌즈에 정(+)의 파워가 부여되고, 그리고, 이들 사이의 제2렌즈, 제4렌즈 및 마지막의 제6렌즈에 부(-)의 파워가 부여된다. 모든 렌즈가 비구면의 입사면 또는 출사면을 가질 수 있다. 또한, 제5렌즈와 제6렌즈의 비구면은 적어도 2개의 변곡점을 가질 수 있다.
도4은 본 발명의 제1실시예(도1)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표3의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(astigmatic field curvature) 및 왜곡(distortion)을 보여주는 수차도이다.
도4의 (a)는 다양한 파장의 광에 대한 렌즈 광학계의 구면 수차를 나타낸 것이고, (b)는 렌즈 광학계의 상면 만곡, 즉 자오 상면 만곡(tangential field curvature, T)과 구결 상면 만곡(sagittal field curvature, S)을 나타낸 것이다.
여기에서, 도4의 (a) 데이터를 얻기 위해 사용한 광의 파장은 650.0000nm, 610.0000nm, 555.0000nm, 510.0000nm, 470.0000nm 이었다. (b) 및 (c) 데이터를 얻기 위해 사용한 파장은 546.1000nm 이었다. 이는 도5 및 도6에서도 마찬가지이다.
도5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제2실시예(도2)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표3의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.
도6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 제 3 실시예(도 3)에 따른 렌즈 광학계, 즉, 표4의 수치를 갖는 렌즈 광학계의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡을 각각 보여주는 수차도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 광학계는 물체(OBJ)에서 이미지센서(IMG) 방향으로 순차적으로 배열된 정(+), 부(-), 정(+), 부(-), 정(+), 부(-)의 파워를 갖는 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)를 포함하고, 상기한 조건식 1 내지 6 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다. 이러한 렌즈 광학계는 각종 수차를 용이하게(양호하게) 보정할 수 있고, 비교적 짧은 전장을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형이면서도 고성능 및 고해상도를 얻을 수 있는 특히 휴대폰에 적합한 광학 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)는 모두 플라스틱 렌즈일 수 있다. 글라스(glass) 렌즈의 경우, 제조 단가가 높을 뿐 아니라 성형/가공 상의 제약 조건으로 인해 렌즈 광학계의 소형화를 어렵게 하지만, 본원 발명에서는 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)를 모두 플라스틱으로 제조할 수 있으므로, 그에 따른 다양한 이점을 기할 수 있다.
그러나 본원 발명에서 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI)의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라서는, 제1렌즈 내지 제6렌즈(I∼VI) 중 적어도 하나를 글라스로 제조할 수도 있다.
전술한 바와 같이 제5렌즈는 정(+)의 파워를 가지고 그리고 제6렌즈는 부(-)의 파워를 가지며, 이 들 두 렌즈(V, VI)는 적어도 하나는 2개의 변곡점을 가지는 비구면을 가질 수 있다.
이러한 본 발명은 모든 렌즈를 플라스틱으로 제조할 수 있으며, 따라서 글라스 렌즈를 사용하는 경우보다 저비용으로 컴팩트하면서 성능이 우수한 렌즈 광학계를 구현할 수 있다.
본 발명은 휴대폰에 들어가는 16M 이상의 고성능의 렌즈임에도 초소형, 초슬림형 렌즈 광학계의 구현이 가능하다. 특히 휴대폰 등에 적용되는 초슬림 광학계를 위해 플라스틱 비구면 소재를 사용할 수 있고, 적절한 조리개 위치 설정에 따른 파워배치 분산으로 높은 성능을 구현하면서도 민감도가 낮은 설계가 가능하여 양산성도 확보 가능하다. 이러한 본 발명에 따른 렌즈 광학계는 20M 픽셀 이상의 고화소 센서에도 적용 가능하다.
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, 적외선((IR)) 차단 수단으로서 필터 외에 다양한 부가적 요소가 사용될 수 있다. 그 밖에도 다양한 변형 예가 가능함을 알 수 있을 것이다. 이러한 이유로, 본 발명의 기술적 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
I: 제1렌즈
II: 제2렌즈
III: 제3렌즈
IV: 제4렌즈
V: 제5렌즈
VI: 제6렌즈
IR: 적외선 차단 수단(필터)
OBJ: 물체
S1: 조리개(STOP)
IMG: 이미지센서(image sensor) 또는 상면(image plane)

Claims (10)

  1. 물체(object)측과 상면(image plane) 간의 광축 상에 순서 배치되는 것으로,
    상기 제1렌즈, 제3렌즈 및 제5렌즈는 정(Positive, +)의 파워를 가지며,
    상기 제2렌즈, 제4렌즈 및 제6렌즈는 부(Negative, -)의 파워를 가지며, 그리고 아래의 조건식1과 2를 만족하는, 렌즈 광학계.
    <조건식 1>
    70 ≤ Fov ≤ 90
    여기서, Fov(Field of view)는 렌즈 광학계의 대각선 방향의 화각을 나타낸다.
    <조건식 2>
    0.55 ≤ TTL/IH ≤ 0.8
    여기에서, TTL(Total Track Length)은 제1렌즈의 물체측면으로부터 상면까지의 길이이며, IH(Image Height) 는 상면에서의 이미지 높이이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    아래의 조건식3을 만족하는 렌즈 광학계.
    <조건식3>
    0.9 ≤ Ind1/Ind2 ≤ 1.05
    여기에서, Ind2는 제2렌즈의 굴절률, 그리고 Ind1은 제1렌즈의 굴절률이다.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    아래의 조건식4를 만족하는 렌즈 광학계.
    <조건식4>
    1.5 ≤ Abv1/Abv2 ≤ 3.5
    여기에서, Abv1은 제1렌즈의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈의 아베수이다.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    아래의 조건식5를 만족하는 렌즈 광학계.
    <조건식5>
    0.9 ≤ Ind6/Ind4 ≤ 1.05
    여기에서, Ind6는 제6렌즈의 굴절률, 그리고 Ind4는 제4렌즈의 굴절률이다..
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    아래의 조건식6을 만족하는 렌즈 광학계.
    <조건식6>
    1.5 ≤ Abv6/Abv4 ≤ 3.5
    여기에서, Abv1은 제1렌즈의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈의 아베수이다.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1렌즈의 입사면과 출사면의 사이에 마련되는 조리개를 더 포함하는 렌즈 광학계.
  8. 물체(object)측과 상면(image plane) 간의 광축 상에 순서 배치되는 것으로,
    정(Positive)의 파워를 가지는것으로 물체 측으로 볼록한 입사면을 가지는 제1렌즈;
    부(Negative)의 파워를 가지는 것으로 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상의 제2렌즈;
    정(Positive)의 파워를 가지는 것으로 양면 볼록형 제3렌즈;
    부(Negative)의 파워를 가지는 상면측으로 볼록한 메니스커스 형상의 제4렌즈;
    정(Positive)의 파워를 가지는 제5렌즈;
    부(Negative)의 파워를 가지는 제6렌즈; 그리고
    상기 제1렌즈의 입사면과 출사면 사이에 위치하는 조리개;를 구비하고
    그리고 아래의 조건식1과 2를 만족하는, 렌즈 광학계.
    <조건식 1>
    70 ≤ Fov ≤ 90
    여기서, Fov(Field of view)는 렌즈 광학계의 대각선 방향의 화각을 나타낸다.
    <조건식 2>
    0.55 ≤ TTL/IH ≤ 0.8
    여기에서, TTL(Total Track Length)은 제1렌즈의 물체측면으로부터 상면까지의 길이이며, IH(Image Height) 는 상면에서의 이미지 높이이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제5렌즈와 제6렌즈 중 적어도 하나는 적어도 2개의 변곡점을 가지는 비구면을 가지는 것을 특징으로 하는 렌즈 광학계.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 아래의 조건식 3 내지 6 중 적어도 하나는 만족하는 렌즈 광학계.
    <조건식3>
    0.9 ≤ Ind1/Ind2 ≤1.05
    여기에서, Ind1은 제1렌즈(I)의 굴절율, Ind2는 제2렌즈(II)의 굴절율을 나타낸다.
    <조건식4>
    1.5 ≤ Abv1/Abv2 ≤ 3.5
    여기에서, Abv1은 제1렌즈(I)의 아베수이며, Abv2는 제2렌즈(II)의 아베수이다.
    <조건식5>
    0.9 ≤ Ind6/Ind4 ≤ 1.05
    여기에서, Ind6는 제6렌즈(VI)의 굴절률, 그리고 Ind4는 제4렌즈(IV)의 굴절률이다.
    <조건식6>
    1.5 ≤ Abv6/Abv4 ≤ 3.5
    여기에서, Abv6은 제6렌즈의 아베수이며, Abv4는 제4렌즈의 아베수이다.
KR1020160032937A 2016-03-18 2016-03-18 촬영 렌즈 광학계 KR101834554B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160032937A KR101834554B1 (ko) 2016-03-18 2016-03-18 촬영 렌즈 광학계
PCT/KR2017/002833 WO2017160093A1 (ko) 2016-03-18 2017-03-16 촬영 렌즈 광학계
US16/086,246 US20210141194A1 (en) 2016-03-18 2017-03-16 Optical imaging lens system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160032937A KR101834554B1 (ko) 2016-03-18 2016-03-18 촬영 렌즈 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170108669A KR20170108669A (ko) 2017-09-27
KR101834554B1 true KR101834554B1 (ko) 2018-04-19

Family

ID=59850432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160032937A KR101834554B1 (ko) 2016-03-18 2016-03-18 촬영 렌즈 광학계

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210141194A1 (ko)
KR (1) KR101834554B1 (ko)
WO (1) WO2017160093A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067455B1 (ko) 2017-12-04 2020-01-20 삼성전기주식회사 촬상 광학계
KR102629490B1 (ko) 2018-01-08 2024-01-25 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN109283664B (zh) * 2018-12-05 2024-02-23 浙江舜宇光学有限公司 光学成像镜片组
WO2021128125A1 (zh) * 2019-12-26 2021-07-01 诚瑞光学(常州)股份有限公司 摄像光学镜头
KR20200006610A (ko) 2020-01-10 2020-01-20 삼성전기주식회사 촬상 광학계
KR102149983B1 (ko) * 2020-01-16 2020-08-31 주식회사 디오스텍 초고화소 모바일 카메라 광학계
CN112230401B (zh) * 2020-12-14 2021-05-07 常州市瑞泰光电有限公司 摄像光学镜头
WO2022160121A1 (zh) * 2021-01-27 2022-08-04 欧菲光集团股份有限公司 光学成像镜头、取像装置及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012155223A (ja) 2011-01-27 2012-08-16 Tamron Co Ltd 広角単焦点レンズ
US20130070346A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Largan Precision Co., Ltd. Optical image capturing lens assembly

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI472826B (zh) * 2012-06-06 2015-02-11 Largan Precision Co Ltd 光學影像透鏡系統組
JP6047700B2 (ja) * 2012-06-21 2016-12-21 株式会社オプトロジック 撮像レンズ
KR101452045B1 (ko) * 2012-10-25 2014-10-21 삼성전기주식회사 고해상도 촬상 광학계
TWI510806B (zh) * 2013-02-04 2015-12-01 Largan Precision Co Ltd 光學拾像系統組
JP6144973B2 (ja) * 2013-06-21 2017-06-07 カンタツ株式会社 撮像レンズ
JP2015018073A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP6226376B2 (ja) * 2013-12-25 2017-11-08 カンタツ株式会社 撮像レンズ
JP2016004196A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012155223A (ja) 2011-01-27 2012-08-16 Tamron Co Ltd 広角単焦点レンズ
US20130070346A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Largan Precision Co., Ltd. Optical image capturing lens assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US20210141194A1 (en) 2021-05-13
WO2017160093A1 (ko) 2017-09-21
KR20170108669A (ko) 2017-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101901978B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101811570B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101834554B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
US9927597B2 (en) Photographic lens and photographic apparatus including the same
KR101834555B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101649467B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101834729B1 (ko) 광각 렌즈 및 이를 포함한 촬상 장치
KR101536557B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101699681B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101691351B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
JP6732411B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
KR101364974B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101671451B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101834551B1 (ko) 초광각 렌즈 및 이를 포함한 촬상 장치
KR101980642B1 (ko) 촬상 렌즈
KR102004423B1 (ko) 촬상 광학계
KR101729470B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101393198B1 (ko) 촬상 렌즈 및 카메라 모듈
KR101710320B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR102017792B1 (ko) 촬상 광학계
KR101691350B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101547462B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR102369803B1 (ko) 어안 렌즈계
KR101932235B1 (ko) 촬영 렌즈 광학계
KR101830765B1 (ko) 초슬림 소형 광학계

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right