KR102467261B1

KR102467261B1 - 촬상 광학계

Info

Publication number: KR102467261B1
Application number: KR1020150152633A
Authority: KR
Inventors: 신현준; 강병권; 김한응; 신정길
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2022-11-16
Also published as: KR20170050735A; US20170123186A1; CN106873126A; CN106873126B; US10401592B2

Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순서대로,
정(+)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈와, 정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈와, 정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈와, 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈 및 상측으로 볼록한 부(-)의 굴절력을 갖는 제6 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 촬상 광학계는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

Description

촬상 광학계{OPTICAL SYSTEM}

본 발명의 다양한 실시 예들은 촬상 광학계에 관한 것으로, 예컨대 6매 렌즈로 구성된 고성능의 촬상 광학계에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기, PDA 및 스마트폰과 같은 이동 통신 수단은 그 사용량이 증대되고 통신 기술을 통해 제공되는 서비스가 다양해짐에 따라 기본적인 통신 기능 외에 다양한 형태의 부가 기능이 탑재되고 있다. 특히, 이동 통신 수단에 장착되는 카메라 모듈은 단초점을 이용한 단순한 사진 촬영 외에 고화질의 동영상 촬영과 자동 초점 조정 및 QR 코드 인식 등의 다양한 컨퍼젼스 기기로의 요구가 늘어나고 있다. 이에, 이동 통신 수단에 장착되는 카메라 모듈은 4 매 또는 5 매 정도의 구성된 광학계로, 고성능, 고화질의 촬상 소자를 구현하기 위해 픽셀 사이즈는 더 작아지고 있으며, 고화소, 고성능 사양의 광학 특성을 구현하도록 제안되고 있다.

이동통신 단말기, PDA 및 스마트폰과 같은 휴대 가능한 전자 장치는 소형화를 추구함에 따라 그 안에 장착되는 모듈들이 실장 공간에도 제약이 발생되고, 각 각의 모듈은 그 크기가 소형화될 수 밖에 없다. 이에, 카메라 모듈도 그 실장 공간의 제약으로 크기는 작아질 수 밖에 없으나, 사용자들은 고화질과 고화상의 카메라 모듈을 요구하는 니즈가 늘어나고 있다.

그러나 기존의 4 매 또는 5매 구성의 광학계로는 사용자가 요구하는 고사양의 카메라 모듈을 구현하기 어려우며, 광학 특성과 수차 특성을 만족하면서, 슬림화된 휴대 가능한 전자 장치에 실장하는데 제약이 발생될 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 렌즈를 6매로 구성하여 물체측으로부터 수차 특성을 고려하여 양(+)의 굴절력과 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 광학특성에 맞게 각각 배치하여 고화소, 고성능의 사양을 유지하면서 사이즈는 슬림하면서 낮은 F 값(Low F-number)을 갖는 촬상 광학계를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순서대로,

정(+)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈; 및 부(-)의 굴절력을 가지며 상측으로 볼록한 제6 렌즈를 포함할 수 있다.

또한, 상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족할 수 있다.

[조건식] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

여기서, f₂는 제2렌즈의 초점 거리를 나타낼 수 있고, f₃는 제3렌즈의 초점 거리를 나타낼 수 있다.

[조건식] 1.5 < f/f₂ < 2.5

여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리를 나타낼 수 있고, f₂는 제2렌즈의 초점거리를 나타낼 수 있다.

[조건식] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

여기서, OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리를 나타낼 수 있고, CT5는 제5 렌즈의 중심 두께를 나타낼 수 있다.

[조건식] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|= 1

여기서, Vd₃는 제3 렌즈의 아베수를 나타낼 수 있고, Vd₄는 제4 렌즈의 아베수를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.

[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5

[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

[조건식4] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|= 1

여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리, f₂는 제2렌즈의 초점 거리, f₃는 제3렌즈의 초점 거리, f₂는 제2렌즈의 초점거리, OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리, CT5는 제5 렌즈의 중심 두께, Vd₃는 제3 렌즈의 아베수, Vd₄는 제4 렌즈의 아베수를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈, 상기 제5 렌즈 및 상기 제6 렌즈의 렌즈면 중 적어도 한 면은 비구면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제6렌즈와 상기 상측면 사이에는 광학 필터가 더 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순서대로, 부(-)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈; 및 부(-)의 굴절력을 가지면 상측으로 볼록한 제6 렌즈를 포함할 수 있다.

[조건식] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

[조건식] 1.5 < f/f₂ < 2.5

또한, 상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족할 수 있따.

[조건식] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

[조건식] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|= 1

[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5

[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

[조건식4] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|= 1

또한, 상기 제6 렌즈와 상기 상측면 사이에는 광학 필터가 더 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순서대로, 정(+) 또는 부(-)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈; 및 부(-)의 굴절력을 가지며 상측으로 볼록한 제6 렌즈를 포함하고, 상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.

[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5

[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

[조건식4] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|= 1

여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리, f₂는 제2렌즈의 초점 거리,

f₃는 제3렌즈의 초점 거리, f₂는 제2렌즈의 초점거리, OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리, CT5는 제5 렌즈의 중심 두께, Vd₃는 제3 렌즈의 아베수, Vd₄는 제4 렌즈의 아베수를 나타낼 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는, 제1렌즈에서부터, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈 및 제6렌즈를 그 순서대로 정(+)또는 부(-), 정(+), 부(-), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 구조로 배치하제6렌즈의 상측 면을 볼록한 형상으로 하여, 촬상 광학계에서 이미지 센서까지의 길이를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계는 6매의 렌즈 구성으로 각각의 렌즈에 굴절력을 그 순서대로 정(+)또는 부(-), 정(+), 부(-), 정(+), 정(+), 부(-)의 굴절력을 갖는 구조로 배치하여, 각종 수차를 최소화할 수 있고, 고해상도의 화상을 구현할 수 있으며, 기존의 렌즈를 통해 보이는 피사체의 광량을 측정하는 TTL(Through The Lens)에 대비하여 짧은 TTL을 가진 광학계를 구현할 수 있어, 보다 우수한 성능의 특성을 가지는 촬상 광학계를 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제4실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제5실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제5실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제6실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제6실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제7실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제7실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제8실시 예에 따른 촬상 광학계의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계 중 제8실시 예에 따른 촬상 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync_TM, 애플TV^TM, 또는 구글 TV^TM), 게임 콘솔(예: Xbox^TM, PlayStation^TM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 촬상 광학계는 상기의 해결하고자 하는 과제에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다만, 이하의 각 실시 예 별로 렌즈 구성도에서 렌즈의 두께, 크기, 형상은 본 발명의 상세한 설명을 위하여 다소 과장되게 도시하였으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지는 않을 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들 중 일 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는, 물체 측으로부터 순서대로 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150) 및 제6렌즈(160)의 6 매의 렌즈가 순서대로 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 6매의 렌즈로 구성될 수 있는 촬상 광학계(100)에서, 제1렌즈(110)는, 정('양' 또는 '플러스(+)'라고도 함.) 또는 부('음' 또는 마이너스(-)'라고도 함.) 중 적어도 하나의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목하게 구비될 수 있다. 제2렌즈(120)는, 정(+)의 굴절력을 가지도록 구비될 수 있고, 제3렌즈(130)는, 부(-)의 굴절력을 가지도록 구비될 수 있으며, 제4렌즈(140)는 정(+)의 굴절력을 가지도록 구비될 수 있고, 제5렌즈(150)는 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 형성하도록 구비될 수 있다. 또한, 제6렌즈(160)는, 상측으로 볼록한 부(-)의 굴절력을 가지도록 구비될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서, 제6렌즈(160)의 후면으로 피사체의 이미지 정보가 입사되는 촬상 소자(10) 또는 이미지 센서(10)가 배치될 수 있다. 이에, 촬상 광학계(100)로 유입되는 피사체의 영상 정보는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150) 및 제6렌즈(160)를 통과하여 상면에 해당하는 촬상 소자(10) 또는 이미지 센서(10)에 입사될 수 있다.

또한 제6렌즈(160)와 상면 사이에는 광학 필터(170)가 더 구비될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서, 광학 필터(170)는 가시광선은 투과시키고, 적외선을 외부로 방출하여 상면에 전달되지 않도록 적외선 차단 필터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)에서, 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130), 제4렌즈(140), 제5렌즈(150) 및 제6렌즈(160)의 어느 한 면 또는 양면은 비구면으로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 배치되는 촬상 광학계(100)는 외부에서 광원 또는 이미지가 정 또는 부의 굴절력을 가지며 상측으로 오목하게 형성되는 제1렌즈(110)에서부터 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈(120), 부의 굴절력을 가진 제3렌즈(130), 정의 굴절력을 갖는 제4렌즈(140), 정의 굴절력을 가지며, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나의 변곡점을 가진 제5렌즈(150) 및 부이 굴절력을 가지며 상측으로 볼록한 제6렌즈(160) 및 적외선 차단 필터를 관통하여 촬상 소자(10)(이미지 센서(10)라고도 함)에 결상될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)가 상기와 같은 구조로 배치됨에 따라 광학계에서 이미지 센서(10)까지의 길이가 줄어들 수 있고, 각종 수차를 최소화하고, 고해상도를 얻을 수 있게 된다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 촬상 광학계(100)는 다음의 조건식들 중 적어도 하나 이상의 조건식을 만족하도록 구비될 수 있어 수차 보정 등을 가능하도록 하는 바, 각각의 조건식들 및 그 작용효과에 대하여 살펴보면 다음과 같을 수 있다.

[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0

여기서, f₂는 제2렌즈(120)의 초점 거리를 나타낼 수 있고, f₃는 제3렌즈(130)의 초점 거리를 나타낼 수 있다.

조건식 1은 상기 제2렌즈(120)의 초점거리를 제3렌즈(130)의 초점거리 비로 표시한 식으로서, 조건식 1의 상한치를 초과하는 경우, 제3렌즈(130)의 초점거리 대비하여 제2렌즈(120)의 초점거리가 커질 수 있어, 광학계의 사이즈가 증가할 수 있고, 하한치를 초과하는 경우, 소형에는 유리할 수 있으나, 수차 보정이 어려워 질 수는 있다.

즉, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)가 조건식 1보다 작거나 큰 값으로 설계되면, 촬상 성능이 떨어져 상품성이 저하될 수 있고, 광학적 성능확보가 어려워 질 수 있다.

[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5

여기서, f는 촬상 광학계(100)의 전체 초점 거리를 나타낼 수 있으며, f₂는 제2렌즈(120)의 초점 거리를 나타낼 수 있다.

조건식 2는 전체 광학계의 초점거리를 상기 제2렌즈(120)의 초점거리 비로 표시한 식으로서, 조건식 2의 상한치를 초과하는 경우, 제2렌즈(120)이 초점거리에 대비하여 전체 초점거리가 커져 뒤에 배치되는 렌즈들의 사이즈가 커져 전체 광학계의 사이즈가 증가될 수 있고, 조건식 2의 하한치를 초과하는 경우, 소형화에는 유리할 수 있으나, 수차 보정이 어려워 질 수는 있다.

즉, 상기의 조건식 2보다 크거나 작은 값으로 설계 되는 경우, 굴절능이 축소될 수 있고, 민감도가 저하될 수 있다.

[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0

여기서, OTL5는 제1렌즈(110)의 물체측면부터 제5렌즈(150)의 상측면까지의 광축상 거리를 나타낼 수 있고, CT5는 제5렌즈(150)의 중심 두께를 나타낼 수 있다.

조건식 3은 제1렌즈(110)의 물체측면부터 제5렌즈(150)의 상측면까지의 광축상 거리를 제5렌즈(150)의 중심 두께 비로 표시한 식으로서, 조건식 3의 상한치를 초과하는 경우, 전체 광축 상 거리에 대비하여 제5렌즈(150)까지의 광축상 거리가 길이질 수 있고, 조건식 2의 하한치를 초과하는 경우, 제1렌즈(110)의 물체측면부터 제5렌즈(150)의 상측면까지의 광축상 거리는 짧아 질 수 있으나, 광학 특성을 구현하거나 수차 보정이 어려워 질 수는 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에따른 촬상 광학계(100)가 상기 조건식 3을 만족함으로써 컴팩트하면서 광학 특성이 향상될 수 있는 촬상 광학계(100)를 구현할 수 있다.

[조건식4] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|≤1

여기서, Vd₃는 제3렌즈(130)의 아베수를 나타낼 수 있고, Vd₄는 제4렌즈(140)의 아베수를 나타낼 수 있다.

조건식 4는 제3 렌즈(130)의 아베수를 Vd₄는 제4 렌즈(140)의 아베수 비로 표시한 식으로서, 조건식 4 상한치를 초과하거나, 하한치를 초과하는 경우, 촬상 광학계(100)의 색수차 및 광학 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)는 상기의 조건식 4를 만족함에 따라 광학 특성이 우수한 촬상 광학계(100)를 형성시킬 수 있다.

이하에서, 구체적인 수치 실시 예를 통해 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100)를 좀 더 자세하게 살펴볼 수 있다.

이하의 제1실시 예 내지 제8실시 예는 모두 전술한 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로, 정(+) 또는 부(-)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1렌즈(110); 정(+)의 굴절력을 갖는 제2렌즈(120); 부(-)의 굴절력을 갖는 제3렌즈(130); 정(+)의 굴절력을 갖는 제4렌즈(140); 정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5렌즈(150); 및 부(-)의 굴절력을 가지며 상측으로 볼록한 제6렌즈(160)를 포함할 수 있다.

한편, 이하의 각 실시 예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어질 수 있고, 코닉(Conic) 상수(K)는 비구면 계수(A, B, C, D)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+02은 10²을, E-02는 10^-2을 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

　여기서

Z : 렌즈의 정점부터 공축방향으로의 거리

Y : 광축에 수직방향으로의 거리

c : 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(=1/R)

K: 코닉(conic) 상수

A, B, C, D, E : 비구면계수

[제1실시 예]

하기의 표 1은 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나타낼 수 있으며, 표 2는 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

또한, 도 1a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제1실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제1실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 1a 및 도 1b와 표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제1실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.119 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 -129.09 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.65 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -4.65 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 117.50 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 -15.33 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -5.65 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.912	0.330	1.544	제1렌즈(110)
2	1.748	0.056
3	1.763	0.630	1.544	제2렌즈(120)
4	-7.349	0.044
5	8.043	0.392	1.642	제3렌즈(130)
6	2.132	0.507
7	-7.141	0.661	1.64	제4렌즈(140)
8	-6.755	0.514
9	2.381	0.455	1.544	제5렌즈(150)
10	3.110	0.745
11	-2.885	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-68.885	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.504
15	Infinity	-0.002		Image Plane

상기 표 1에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.44207	-3.90228	-0.00442	0.00000	51.43976	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	-0.21824	0.00000
A(4차항)	-0.02665	-0.05085	-0.07152	-0.07499	-0.16349	-0.10636	-0.08162	-0.13479	-0.25662	-0.20004	-0.13297	-0.11857
B(6차항)	-0.00518	-0.05419	-0.00577	0.43197	0.49847	0.33917	0.11465	0.18522	0.15434	0.10939	0.05792	0.06759
C(8차항)	-0.02347	0.06343	0.04824	-1.03991	-1.10067	-1.29398	-0.18889	-0.22861	-0.11623	-0.06180	0.05626	-0.01947
D(10차항)	0.03403	0.00289	-0.04341	1.48670	1.55266	4.69707	0.23975	0.23990	0.06914	0.02295	-0.08588	0.00110
E(12차항)	-0.03007	-0.03977	0.10124	-1.40249	-1.45561	-11.59934	-0.19273	-0.17673	-0.02768	-0.00373	0.05165	0.00103

여기서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상기의 조건식들의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.576이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.909이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=7.891이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.957이다.

[제2실시 예]

하기 표 3은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 앞선 제1실시 예와 다른 실시 예(이하 '제2실시 예')에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나타낼 수있으며, 표 4는 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제2실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제2실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 2a 및 도 2b와 표 3 및 표 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제2실시 예의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.154 mm, 제 1렌즈의 초점거리(F1)는 -132.896mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.682 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -4.876 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 530.456 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 15.671 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -5.531 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.901	0.331	1.544	제1렌즈(110)
2	1.739	0.062
3	1.756	0.634	1.544	제2렌즈(120)
4	-7.483	0.039
5	8.018	0.350	1.642	제3렌즈(130)
6	2.208	0.558
7	-5.864	0.671	1.64	제4렌즈(140)
8	-6.021	0.487
9	2.321	0.446	1.544	제5렌즈(150)
10	2.975	0.781
11	-2.833	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-71.725	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.505
15	Infinity	-0.003		Image Plane

상기 표 3에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.43671	-3.90726	-0.00367	0.00000	51.55409	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	-0.38627	0.00000
A(4차항)	-0.02631	-0.04918	-0.07110	-0.07497	-0.16326	-0.10011	-0.06970	-0.13004	-0.25846	-0.19718	-0.13297	-0.12258
B(6차항)	-0.00767	-0.06552	-0.01485	0.43191	0.49876	0.34525	0.09215	0.17907	0.15965	0.10654	0.05792	0.07099
C(8차항)	-0.01441	0.11504	0.08867	-1.03987	-1.10060	-1.46446	-0.15010	-0.22109	-0.12438	-0.05962	0.05626	-0.02084
D(10차항)	0.01992	-0.10334	-0.12153	1.48676	1.55268	5.68464	0.18099	0.23018	0.07851	0.02196	-0.08588	0.00151
E(12차항)	-0.01945	0.07049	0.17599	-1.40245	-1.45557	-14.79179	-0.14003	-0.17004	-0.03547	-0.00356	0.05165	0.00093

여기서, 본 발명의 제2실시 예에 따른 상기의 조건식들의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.55이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.92이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=8.01이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.957이다.

[제3실시 예]

하기의 표 5는 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 6은 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 3a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제3실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제3실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 3a 및 도 3b와 표 5 및 표 6을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제3실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.228 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 -274.577 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.695 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -4.898 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 135.912 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 48.83 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -7.036 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.864	0.334	1.544	제1렌즈(110)
2	1.725	0.120
3	1.702	0.623	1.544	제2렌즈(120)
4	-9.160	0.034
5	7.968	0.350	1.642	제3렌즈(130)
6	2.211	0.476
7	-7.366	0.777	1.64	제4렌즈(140)
8	-7.069	0.497
9	2.522	0.500	1.544	제5렌즈(150)
10	2.593	0.751
11	-3.582	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-79.009	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.504
15	Infinity	-0.001		Image Plane

상기 표 5에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.45887	-3.99633	-0.02514	0.00000	51.62760	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.90727	0.00000
A(4차항)	-0.02900	-0.05144	-0.07061	-0.07451	-0.16145	-0.09626	-0.05836	-0.10977	-0.25407	-0.20849	-0.13297	-0.12718
B(6차항)	-0.01924	-0.07985	-0.01282	0.43298	0.49903	0.27316	0.08574	0.15112	0.13764	0.11389	0.05792	0.06641
C(8차항)	0.03902	0.22870	0.08694	-1.03877	-1.10091	-0.93806	-0.16290	-0.17881	-0.09409	-0.06523	0.05626	-0.01044
D(10차항)	-0.06410	-0.36380	-0.08844	1.48747	1.55271	3.23506	0.22802	0.17721	0.04923	0.02460	-0.08588	-0.00657
E(12차항)	0.05435	0.36111	0.02242	-1.40205	-1.45528	-7.59660	-0.19715	-0.12024	-0.01696	-0.00412	0.05165	0.00449

여기서, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.55이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.939이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=7.42이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.957이다.

[제4실시 예]

하기의 표 7은 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 8은 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

또한, 도 4a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제4실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제4실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 4a 및 도 4b와 표 7 및 표 8을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제4실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.263 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 -252.206 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.703 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -5.395 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 500.015 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 116.566 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -6.885 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.865	0.330	1.544	제1렌즈(110)
2	1.725	0.120
3	1.699	0.695	1.544	제2렌즈(120)
4	-9.280	0.031
5	7.922	0.300	1.65	제3렌즈(130)
6	2.391	0.499
7	-5.109	0.718	1.65	제4렌즈(140)
8	-5.308	0.497
9	3.168	0.523	1.544	제5렌즈(150)
10	3.141	0.752
11	-3.503	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-76.416	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.503
15	Infinity	-0.001		Image Plane

상기 표 7에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.44879	-4.00441	-0.02150	0.00000	51.77149	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	1.63533	0.00000
A(4차항)	-0.02852	-0.05092	-0.07251	-0.07472	-0.16082	-0.09076	-0.05628	-0.10315	-0.24868	-0.20292	-0.13297	-0.12433
B(6차항)	-0.02335	-0.07814	-0.00408	0.43275	0.49951	0.25112	0.07419	0.14170	0.13627	0.11189	0.05792	0.06858
C(8차항)	0.05672	0.24152	0.06453	-1.03873	-1.10087	-0.76766	-0.13628	-0.18117	-0.10014	-0.06370	0.05626	-0.01360
D(10차항)	-0.09480	-0.39614	-0.03615	1.48756	1.55267	2.29816	0.16660	0.20030	0.06235	0.02383	-0.08588	-0.00443
E(12차항)	0.08084	0.38582	-0.06606	-1.40199	-1.45525	-4.48786	-0.11406	-0.15782	-0.03234	-0.00389	0.05165	0.00353

여기서, 본 발명의 제 4실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.5이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.947이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=7.09이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 1이다.

[제5실시 예]

하기의 표 9는 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 10은 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 5a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제5실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제5실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 5a 및 도 5b와 표 9 및 표 10을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제5실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 4.244 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 79.097 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.847 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -5.249 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 31.224 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 42.979 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -16.213 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.817	0.330	1.544	제1렌즈(110)
2	1.775	0.070
3	1.898	0.556	1.544	제2렌즈(120)
4	-7.510	0.030
5	8.750	0.368	1.642	제3렌즈(130)
6	2.387	0.565
7	72.065	0.440	1.641	제4렌즈(140)
8	-27.477	0.451
9	2.896	0.689	1.544	제5렌즈(150)
10	2.936	0.371
11	-4.253	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-8.631	0.186
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.473
15	Infinity	0.031		Image Plane

상기 표 9에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.92696	-3.36032	0.00004	-174.11915	53.35811	0.05879	-1378.10482	60.47296	0.60380	-1.02833	0.00323	-1342.13672
A(4차항)	-0.02891	-0.08595	-0.10965	-0.11829	-0.16610	-0.11536	-0.10700	-0.18104	-0.21253	-0.14218	-0.05573	-0.00735
B(6차항)	0.03930	0.20536	0.60624	0.49202	0.50044	0.33374	0.15318	0.22820	0.07934	0.06384	0.03443	-0.02761
C(8차항)	-0.16988	-1.05446	-3.04136	-1.22266	-1.09946	-1.31296	-0.26581	-0.29221	-0.03741	-0.03043	0.00630	0.02824
D(10차항)	0.24601	2.46760	8.45993	2.02192	1.55338	5.15276	0.35952	0.32942	-0.02254	0.00948	-0.02082	-0.01376
E(12차항)	-0.17452	-2.92601	-13.53395	-2.27144	-1.45530	-14.08917	-0.29984	-0.24291	0.06975	-0.00130	0.01317	0.00387

여기서, 본 발명의 제 5실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.542이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.491이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=5.078이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.957이다.

[제6실시 예]

하기의 표 11은 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 12는 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 6a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제6실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제6실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 6a 및 도 6b와 표 11 및 표 12를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제6실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.373 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 54.728 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.872 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -5.550 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 495.157 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 75.139 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -6.187 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.870	0.334	1.544	제1렌즈(110)
2	1.870	0.136
3	1.804	0.605	1.544	제2렌즈(120)
4	-10.204	0.040
5	7.888	0.300	1.65	제3렌즈(130)
6	2.435	0.561
7	-4.429	0.706	1.65	제4렌즈(140)
8	-4.643	0.521
9	4.587	0.538	1.544	제5렌즈(150)
10	4.954	0.771
11	-3.163	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-76.811	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.506
15	Infinity	-0.003		Image Plane

상기 표 11에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.37877	-4.18648	-0.00056	0.00000	51.82806	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	1.79745	0.00000
A(4차항)	-0.02716	-0.06370	-0.07253	-0.07507	-0.16021	-0.09019	-0.04611	-0.08754	-0.22972	-0.18680	-0.13297	-0.12394
B(6차항)	-0.01316	-0.03839	0.00615	0.43238	0.49994	0.29871	0.06559	0.12141	0.12309	0.10000	0.05792	0.07540
C(8차항)	0.02557	0.12943	0.05342	-1.03860	-1.10107	-1.17275	-0.09948	-0.15693	-0.09483	-0.05549	0.05626	-0.02312
D(10차항)	-0.04828	-0.21759	-0.08382	1.48764	1.55275	4.39590	0.10247	0.18072	0.06457	0.01987	-0.08588	0.00185
E(12차항)	0.04252	0.22811	0.08427	-1.40202	-1.45486	-11.22167	-0.05389	-0.15274	-0.03978	-0.00298	0.05165	0.00104

여기서, 본 발명의 제 6실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.517이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.871이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=6.957이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 1.0이다.

[제7실시 예]

하기의 표 13은 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 14는 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 7a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제7실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 7b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제7실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 7a 및 도 7b와 표 13 및 표 14를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제7실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.284 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 44.716 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.907 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -5.403 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 70.845 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 30.583 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -5.435 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.870	0.330	1.544	제1렌즈(110)
2	1.900	0.130
3	1.852	0.547	1.544	제2렌즈(120)
4	-9.636	0.030
5	7.870	0.300	1.65	제3렌즈(130)
6	2.388	0.631
7	-3.447	0.600	1.614	제4렌즈(140)
8	-3.405	0.498
9	5.008	0.597	1.544	제5렌즈(150)
10	6.866	0.811
11	-2.792	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-76.057	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.501
15	Infinity	0.001		Image Plane

상기 표 13에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.37487	-4.21785	0.00856	0.00000	52.00308	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	1.05423	0.00000
A(4차항)	-0.02527	-0.05896	-0.06969	-0.07540	-0.16071	-0.08337	-0.05283	-0.10665	-0.21516	-0.16027	-0.13297	-0.12421
B(6차항)	-0.02153	-0.08698	0.01208	0.43205	0.49960	0.29168	0.06015	0.13066	0.11952	0.07926	0.05792	0.07424
C(8차항)	0.04574	0.26645	-0.08902	-1.03865	-1.10151	-1.28416	-0.06603	-0.15640	-0.09351	-0.04098	0.05626	-0.02255
D(10차항)	-0.07829	-0.43680	0.49159	1.48768	1.55246	5.46303	0.03246	0.16695	0.06622	0.01356	-0.08588	0.00178
E(12차항)	0.06960	0.44648	-1.03372	-1.40198	-1.45490	-15.66614	0.03077	-0.13484	-0.04215	-0.00185	0.05165	0.00101

여기서, 본 발명의 제7실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.538이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.817이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=6.134이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.830이다.

[제8실시 예]

하기의 표 15는 본 발명의 다양한 실시 예 중 일 실시 예에 따른 상기의 조건식 1 내지 4에 따른 수치예를 나태낼 수 있으며, 표 16은 상술한 수학식 1의 비구면 계수의 값을 나타내고 있다.

도 8a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제8실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 촬상 광학계(100) 중 제8실시 예에 따른 촬상 광학계(100)의 수차도를 도시한 그래프이다.

도 8a 및 도 8b와 표 15 및 표 16을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예(이하 '제8실시 예'라 함.)에 따른 촬상 광학계(100)의 경우, 광학계의 유효 초점거리(f)는 5.274 mm, 제1렌즈(110)의 초점거리(F1)는 43.283 mm, 제2렌즈(120)의 초점거리(f2)는 2.914 mm, 제3렌즈(130)의 초점거리(f3)는 -5.346 mm, 제4렌즈(140)의 초점거리(f4)는 352.007 mm, 제5렌즈(150)의 초점거리(f5)는 14.728 mm, 제6렌즈(160)의 초점거리(f6)는 -4.558 mm이다.

면번호	곡률반경	두께	굴절률	비고
1	1.870	0.330	1.544	제1렌즈(110)
2	1.905	0.130
3	1.834	0.556	1.544	제2렌즈(120)
4	-10.355	0.035
5	7.856	0.300	1.65	제3렌즈(130)
6	2.369	0.601
7	-3.546	0.600	1.614	제4렌즈(140)
8	-3.713	0.452
9	5.465	0.546	1.544	제5렌즈(150)
10	16.622	0.891
11	-2.352	0.400	1.535	제6렌즈(160)
12	-72.581	0.188
13	Infinity	0.110	1.517	IRCF
14	Infinity	0.502
15	Infinity	0.000		Image Plane

상기 표 15에서 IRCF(Infrared Ray Cut-off Filter)는 적외선 차단 필터를 의미하며, 굴절률의 기준 파장은 587.6nm 이다.

구분	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Conic 상수(K)	-1.33884	-4.22984	0.01940	0.00000	51.94640	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.00000	0.55921	0.00000
A(4차항)	-0.02602	-0.06469	-0.07570	-0.07679	-0.16095	-0.08669	-0.06244	-0.12231	-0.21603	-0.14196	-0.13297	-0.13109
B(6차항)	-0.00857	-0.02059	0.05601	0.43094	0.49888	0.32014	0.06915	0.14545	0.12791	0.06477	0.05792	0.07306
C(8차항)	0.01378	0.05646	-0.20534	-1.03877	-1.10315	-1.37334	-0.07749	-0.17219	-0.11043	-0.03197	0.05626	-0.02126
D(10차항)	-0.03442	-0.06808	0.62607	1.48776	1.55109	5.43295	0.04693	0.17685	0.08723	0.00986	-0.08588	0.00090
E(12차항)	0.03448	0.06549	-1.03758	-1.40198	-1.45565	-14.48183	0.01258	-0.13482	-0.05797	-0.00124	0.05165	0.00143

여기서, 본 발명의 제8실시 예에 따른 상기의 조건식1 내지 4의 값은 하기의 내용을 만족할 수 있다.

조건식 1의 |f₂/f₃|= 0.545이고, 조건식 2의 f/f₂= 1.81이고, 조건식 3의 OTL5/CT5=6.500이고, 조건식 4의 Vd₃/Vd₄= 0.830이다.

이상, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 개시된 기술 내용을 쉽게 설명 및 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100; 촬상 광학계 110: 제1렌즈
120: 제2렌즈 130: 제3렌즈
140: 제4렌즈 150: 제4렌즈
160: 제5렌즈 170: 광학 필터
10: 이미지 센서
1, 2, 3, 4...: 면 번호

Claims

촬상 광학계에 있어서,
물체측으로부터 순서대로,
정(+)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈; 및
부(-)의 굴절력을 가지며 상측으로 볼록한 제6 렌즈를 포함하고,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|≤ 1
여기서, Vd₃는 상기 제3 렌즈의 아베수, Vd₄는 제4 렌즈의 아베수.
제1항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0
여기서, f₂는 제2렌즈의 초점 거리,
f₃는 제3렌즈의 초점 거리.
제1항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 1.5 < f/f₂ < 2.5
여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점거리.
제1항에 있어서
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0
여기서, OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리,
CT5는 제5 렌즈의 중심 두께.
삭제
제1항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건들 중 적어도 하나를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0
[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5
[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0
여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점 거리,
f₃는 제3렌즈의 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점거리,
OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리,
CT5는 제5 렌즈의 중심 두께.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈, 상기 제5 렌즈 및 상기 제6 렌즈의 렌즈면 중 적어도 한 면은 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제6렌즈와 상기 상측면 사이에는 광학 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 촬상 광학계.
촬상 광학계에 있어서,
물체측으로부터 순서대로,
부(-)의 굴절력을 가지며, 상측으로 오목한 제1 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
부(-)의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;
정(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 또는 상측면에 적어도 하나 이상의 변곡점을 포함하는 제5 렌즈; 및
부(-)의 굴절력을 가지면 상측으로 볼록한 제6 렌즈를 포함하고,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.35 < |Vd₃/Vd₄|≤ 1
여기서, Vd₃는 상기 제3 렌즈의 아베수, Vd₄는 제4 렌즈의 아베수.
제9항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0
여기서, f₂는 제2렌즈의 초점 거리,
f₃는 제3렌즈의 초점 거리.
제9항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 1.5 < f/f₂ < 2.5
여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점거리.
제9항에 있어서
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건을 만족하는 촬상 광학계.
[조건식] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0
여기서, OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리,
CT5는 제5 렌즈의 중심 두께.
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제9항에 있어서,
상기 촬상 광학계는 전체 광학계에 대해 다음의 조건들 중 적어도 하나를 만족하는 촬상 광학계.
[조건식1] 0.45 < |f₂/f₃|< 1.0
[조건식2] 1.5 < f/f₂ < 2.5
[조건식3] 4.5 < OTL5/CT5 < 10.0
여기서, f는 촬상 광학계의 전체 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점 거리,
f₃는 제3렌즈의 초점 거리,
f₂는 제2렌즈의 초점거리,
OTL5는 제1 렌즈의 물체측면부터 제5렌즈의 상측면까지의 광축상 거리,
CT5는 제5 렌즈의 중심 두께,
제9항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈, 상기 제5 렌즈 및 상기 제6 렌즈의 렌즈면 중 적어도 한 면은 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 광학계.
제9항에 있어서,
상기 제6렌즈와 상기 상측면 사이에는 광학 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 촬상 광학계.
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