KR20130091056A - 촬상 광학계 및 이를 구비하는 휴대 단말 - Google Patents

촬상 광학계 및 이를 구비하는 휴대 단말 Download PDF

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KR20130091056A
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lenses
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 촬상 광학계는, 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와; 상기 제1 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와; 상기 제2 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 분산 값이 서로 다른 제1 및 제2 서브 렌즈가 일체로 결합한 이종 접합 렌즈이다.

Description

촬상 광학계 및 이를 구비하는 휴대 단말{OPTICAL IMAGING SYSTEM AND PORTABLE TERMINAL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 촬상 광학계에 관한 것으로, 휴대폰 등의 휴대 단말에 탑재되어 기존 광학계보다 높은 해상력, 높은 화질을 얻을 수 있으며, 크기가 작고 저가로 제조 가능한 초소형 촬상 광학계에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대폰은 초기에는 통신수단의 기능만을 가졌다. 하지만, 그 사용이 증대됨에 따라 사진 촬영, 이미지 전송, 이미지 통신 등 요구되는 서비스가 다양해지고 있으며, 이에 따라 그 기능과 서비스가 진화를 거듭하고 있다. 최근에는 디지털 카메라 기술과 휴대폰 기술을 융합시킨 새로운 개념의 휴대폰, 즉 소위 카메라폰(camera phone 또는 camera mobile phone)이 크게 각광을 받고 있다.
특히, 최근에는 카메라폰에 탑재되는 촬상 광학계에 대하여 소형화/ 경량화/저비용화가 강력하게 요구되고 있을 뿐만 아니라, CCD(charge-coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등의 이미지 센서의 픽셀 크기(pixel size)가 점점 작아짐에 따라, 이러한 이미지 센서를 사용하는 촬상 광학계에 대해서도 높은 해상도가 요청되고 있다. 그리고 휴대폰 등의 소형 기기에 장착되는 촬상 광학계는 소형화/저비용화를 만족시키기 위해 가능한 렌즈 매수를 줄여야 하지만 설계에 대한 자유도가 적어지고 광학성능을 만족하기 어렵다.　특히, 종래의 촬상 광학계는 이를 구성하는 단품 렌즈의 두께 한계가 존재하기 때문에 소형화/경량화 측면에서 문제점이 지적되고 있다.　
따라서, 고해상도이고 수차 성능이 우수하면서도 소형화/경량화가 가능한 초소형 촬상 광학계가 요구된다.　
본 발명의 특정 실시 예들의 목적은 종래기술과 관련된 문제점들 및/또는 단점들 중의 적어도 하나를 적어도 부분적으로 해결, 경감 또는 제거하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 휴대폰 등의 휴대 단말에 탑재되어 기존 광학계보다 높은 해상력, 높은 화질을 얻을 수 있으며, 소형화/ 경량화/저비용화가 가능한 초소형 촬상 광학계를 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 촬상 광학계는, 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와; 상기 제1 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와; 상기 제2 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 분산 값이 서로 다른 제1 및 제2 서브 렌즈가 일체로 결합한 이종 접합 렌즈이다.
본 발명에 따른 촬상 광학계는 분산 값이 서로 다른 제1 및 제2 서브 렌즈가 일체로 결합한 이종 접합 렌즈를 이용함으로써, 휴대폰 등의 휴대 단말에 탑재되어 기존 광학계보다 높은 해상력, 높은 화질을 제공하며, 소형화/ 경량화/저비용화가 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 비교 예에 따른 촬상 광학계의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 비교 예에 따른 촬상 광학계가 피사체를 촬영하는 경우의 광선 추적 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,
도 3은 비교 예의 시뮬레이션에 따른 촬상 광학계의 MTF 곡선들을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성을 나타내는 도면,
도 5는 실시 예에 따른 촬상 광학계가 피사체를 촬영하는 경우의 광선 추적 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,
도 6은 실시 예의 시뮬레이션에 따른 촬상 광학계의 MTF 곡선들을 나타내는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예들에서 제1, 제2 등과 같은 서수를 사용하고 있으나, 이는 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것이고, 그 순서는 임의로 정할 수 있으며, 후순위의 대상에 대해 선행하는 설명을 준용할 수 있다.
이해를 돕기 위해, 먼저 본 발명의 비교 예를 기술하고, 이와 대비되는 본 발명의 실시 예를 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 비교 예에 따른 촬상 광학계의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 상기 촬상 광학계가 피사체를 촬영하는 경우의 광선 추적 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
상기 촬상 광학계(100)는 광축(105)상에 정렬된 제1 렌즈(110), 조리개(120), 제2 및 제3 렌즈(130, 140), 적외선 차단 필터(IR 필터, 150) 및 이미지 센서(160)를 포함한다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 130, 140)는 그 화각 내에 위치하는 피사체의 상을 상기 이미지 센서(160)의 수광면(162)에 형성하고, 상기 적외선 차단 필터(150)는 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 130, 140)를 통과한 적외선을 차단하고, 상기 이미지 센서(160)는 상기 적외선 차단 필터(150)를 통과한 광에 의해 형성된 광학적 이미지를 전기적 이미지 신호로 변환한다.
하기 표 1은 상기 촬상 광학계(100)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 하기 표 1은, 면 번호(i), 제i 광학면(Si)의 곡률 반경인 R, 제i 광학면의 두께 또는 공기 간격(또는, 제i 광학면에서 제(i+1) 광학면까지의 거리)인 T, 제i 광학면의 d 선(587.5618㎚)에서의 굴절률인 nd, 제i 광학면의 d 선에서의 분산 값, 즉 아베수(Abbe's number)인 Vd를 나타낸다. 또한, 곡률반경 및 두께의 단위는 ㎜이다. 광학면의 번호 i는 피사체(즉, 물체) 측에서 이미지 센서(즉, 상면) 측(또는 상 측)으로 차례로 붙인 것이다. 예를 들어, 제1 렌즈(110)에 있어서, 제1 광학면은 물체 측(또는 피사체 측) 광학면으로, 제2 광학면은 상측 광학면으로 칭할 수도 있다. 광학면의 번호 I 앞에 *을 표시한 것은 해당 광학면이 비구면인 것을 나타내고, 나머지 광학면은 구면이다. 피사체는 무한대에 위치하는 원형 물체로 가정한다. 조리개(120)는 원형의 개구(122)를 갖는다.
면번호 곡률반경(R) 면 간격 굴절률(nd) 아베수(Vd) 비고
*1 0.950771 0.45742 1.55 56 제1 렌즈
*2 ∞ 0.030571
3 ∞ 0.38661 　조리개
*4 -0.63239 0.351867 1.55 56 제2 렌즈
*5 -0.41228 0.03 　
*6 7.790652 0.410947 1.55 56 제3 렌즈
*7 0.734868 0.262585 　
8 ∞ 0.4 1.5 64 IR 필터
9 ∞ 0.041937 　
10 ∞ 0 상면
상기 표 1에서, 제1 내지 제3 렌즈(110, 130, 140)는 양면 비구면 렌즈이고, 상면은 상기 이미지 센서(160)의 수광면(162)(즉, 화소 유닛들의 표면)을 말하고, 해당 광학면이 평면인 경우는 곡률 반경이 무한대이고, 공기의 굴절률은 1이다. 비구면에 대한 곡률 반경은 상기 비구면의 중심에서 측정된 값을 나타낸다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 130, 140) 및 적외선 차단 필터(150)는 상용 물질들로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 130, 140) 및 적외선 차단 필터(150)는 "APEL", "APEL", "OKP4HT" 및 "BK7_SCHOTT"로 각각 형성될 수 있다.
비구면 정의식은 하기 수학식 1로 표시된다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, z는 광학면의 중심(또는 정점)으로부터 광축(105)에 따른 거리, h는 광축(105)에 수직인 방향으로의 거리, c는 광학면의 중심에서의 곡률(곡률반경의 역수), k는 코닉 계수(conic coefficient), A, B, C, D, E, F 및 G는 비구면 계수들을 나타내고, G=0이다.
하기 표 2는 상기 표 1의 각 비구면에 대한 비구면 계수들을 예시하고 있다.
면번호 K A B C D E F
1 -1.41404 0.017789 0.526599 -3.68662 2.623344 4.558215 -16.9383
2 0 -0.2841 -0.82002 -1.22455 6.753719 0.045467 0.000685
4 0.781796 -0.59967 -0.15501 30.55036 55.04751 0.085852 -9.36E-05
5 -1.35746 0.316436 -4.26128 9.163845 28.40168 58.07146 -270.494
6 0 -0.37402 0.738979 -0.28733 -0.69876 0.982185 -0.45549
7 -9.20036 -0.48578 0.748663 -1.05036 0.85254 -0.32041 0.024863
도 3은 시뮬레이션에 따른 상기 촬상 광학계(100)의 MTF(modulation transfer function) 곡선들을 나타낸다.
도시된 그래프의 가로축은 cycles/mm 단위(또는 line pair per mm(lp/mm))로 나타낸 공간 주파수를 나타내고, 세로축은 MTF 비율, 즉 재현도를 나타낸다. cycles/mm 또는 lp/mm는 1mm 안에 흰 줄과 검은 줄의 쌍이 몇 쌍이나 존재하는지를 나타낸다. MTF 비율, 즉 재현도는 흰 줄과 검은 줄의 쌍을 촬상 광학계가 얼마나 재현하였는지의 정도를 나타낸다. 즉, 촬상 광학계가 흰 줄과 검은 줄의 쌍을 완벽하게 재현한 경우는 MTF 비율이 1이 되고, 전혀 재현하지 못한 경우는 MTF 비율이 0이 된다. 참조 번호 210은 회절 한계, 즉 이상적인 MTF 곡선을 나타내고, 참조 번호 220은 광축 위치, 즉 이미지 센서(160)의 중심에서의 MTF 곡선을 나타낸다. 참조 번호들 230 및 235는 7.58도의 화각 또는 이미지 센서(160)의 전체 대각선 길이의 절반의 0.2에 해당하는 위치(즉, 0.2 필드)에서의 수직 방향(T) 및 수평 방향(R) MTF 곡선들을 각각 나타낸다. 이와 마찬가지로, 참조 번호들 240 및 245는 14.87도의 화각 또는 0.4 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타내고, 참조 번호들 250 및 255는 21.70도의 화각 또는 0.6 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타내고, 참조 번호들 260 및 265는 27.98도의 화각 또는 0.8 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타낸다. 이러한 시뮬레이션에는 각각 근사적으로 14, 28, 32, 17, 10의 가중치가 적용된 656.3nm, 587.6nm, 546.1nm, 486.1nm 및 435.8nm의 파장들이 사용되었다.
휴대폰에 실장되는 카메라는 소형화를 추구하며, 이에 따라 이미지 센서의 크기도 점차 작아지고 있다. 통상적인 휴대폰에는 대각선 길이가 1/6" 이하인 이미지 센서가 사용되며, 상기 이미지 센서의 픽셀 크기(pixel size)도 1.4㎛ 이하로 사용되고 있다. 크기가 작은 이미지 센서를 사용하면 동일 해상도에서 픽셀 크기가 작아지는 경우가 대부분이며, 이에 따라 상기 이미지 센서가 높은 광학적 분해능을 가질 것을 요구한다.
본 시뮬레이션은 1.3Mega 이미지 센서(1.4㎛의 픽셀 크기)를 구비한 촬상 광학계의 MTF 성능을 나타낸다.
도 3을 참고하면, 광축 위치와 같은 이미지 센서(160)의 중심부는 180 lp(또는 cycle)에서 50% 이상의 MTF 비율을 유지하며, 0.8 필드와 같은 이미지 센서(160)의 주변부에서는 30% 이상의 MTF 비율을 유지하고 있다. 만약 동일 크기 이미지 센서에서 픽셀 크기가 1.1㎛로 변경되면, 해상도는 2Mega로 증가하고, 이에 따른 나이퀴스트 주파수(Nyquist Frequency)의 변경으로 인하여, 일반적으로 230 lp에서 MTF 성능을 위 수치만큼 유지해야 동일한 이미지의 디테일을 동일하게 표현할 수 있다. 그러나 도 3을 보면, 230 lp의 MTF 비율이 180 lp의 MTF 비율에서 10% 이상 감소함을 알 수 있다.
본 발명에서는, 비교 예에서의 단일 렌즈 대신에 1매의 접합 렌즈를 이용하여 MTF를 저하시키는 원인인 광학 수차를 보정함으로써 픽셀 크기의 감소에 따른 MTF 감소를 억제한다. 또한, 단순히 수차 보정용의 단일 렌즈를 비교 예의 광학계에 추가하는 경우에는, 렌즈 두께 및 공기 간격의 한계에 직면할 수 있고, 렌즈의 얇은 에지(Edge) 두께는 카메라 렌즈 조립 수율을 저하시키는 원인이 된다. 본 발명에서는, 접합 렌즈를 이용함으로써, 위와 같은 문제들을 해소한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 촬상 광학계의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 상기 촬상 광학계가 피사체를 촬영하는 경우의 광선 추적 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
상기 촬상 광학계(300)는 광축(305)상에 정렬된 제1 렌즈(310), 조리개(320), 제2 및 제3 렌즈(330, 340), 적외선 차단 필터(IR 필터, 350) 및 이미지 센서(360)를 포함한다. 통상적으로 광축은 이를 중심으로 해당 광학 소자를 회전시켜도 광학적으로 변동이 없는 축을 말한다. 광축상에 정렬된다는 것은 해당 광학 소자의 곡률 중심이 상기 광축상에 위치하거나, 광학 소자의 대칭점(즉, 대칭 중심) 또는 중심점이 상기 광축상에 위치하는 것을 의미한다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(310, 330, 340)는 그 화각 내에 위치하는 피사체의 상을 상기 이미지 센서(360)의 수광면(362)에 형성하고, 상기 적외선 차단 필터(350)는 상기 제1 내지 제3 렌즈(310, 330, 340)를 통과한 적외선을 차단하고, 상기 이미지 센서(360)는 상기 적외선 차단 필터(350)를 통과한 광에 의해 형성된 광학적 이미지를 전기적 이미지 신호로 변환한다.
상기 이미지 센서(360)는 M×N 행렬(matrix) 구조로 배치된 복수의 화소(pixel) 유닛을 구비하며, 상기 화소 유닛은 포토다이오드 및 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 상기 화소 유닛은 입사된 광에 의해 생성된 전하를 축적하고, 축적된 전하에 의한 전압은 상기 입사된 광의 조도를 나타낸다. 정지 이미지 또는 동영상을 구성하는 한 이미지를 처리하는 경우에 있어서, 상기 이미지 센서(360)로부터 출력되는 이미지 신호는 상기 화소 유닛들로부터 출력되는 전압들(즉, 화소 값들)의 집합으로 구성되고, 상기 이미지 신호는 하나의 프레임(즉, 정지 이미지)을 나타낸다. 또한, 상기 프레임은 M×N 화소로 구성된다.
하기 표 3은 상기 촬상 광학계(300)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 하기 표 3은, 면 번호(i), 제i 광학면(Si)의 곡률 반경인 R, 제i 광학면의 두께 또는 공기 간격(또는, 제i 광학면에서 제(i+1) 광학면까지의 거리)인 T, 제i 광학면의 d 선(587.5618㎚)에서의 굴절률인 nd, 제i 광학면의 d 선에서의 아베수인 Vd를 나타낸다. 또한, 곡률반경 및 두께의 단위는 ㎜이다. 광학면의 번호 i는 피사체(즉, 물체) 측에서 이미지 센서(즉, 상면) 측으로 차례로 붙인 것이다. 예를 들어, 제1 렌즈(310)에 있어서, 제1 광학면은 물체 측 광학면으로, 제2 광학면은 상측 광학면으로 칭할 수도 있다. 광학면의 번호 I 앞에 *을 표시한 것은 해당 광학면이 비구면인 것을 나타내고, 나머지 광학면은 구면이다. 피사체는 무한대에 위치하는 원형 물체로 가정한다. 조리개(320)는 원형의 개구(322)를 갖는다.
면번호 곡률반경(R) 면 간격 굴절률(nd) 아베수(Vd) 비고
*1 0.861568 0.432497 1.55 56 제1 렌즈
*2 -1.19918 0.05 1.63 23
3 ∞ 0.03
4 ∞ 0.345033 　조리개
*5 -0.7259 0.406892 1.55 56 제2 렌즈
*6 -0.41613 0.068351 　
*7 -21.6424 0.313992 1.55 56 제3 렌즈
*8 0.622648 0.246021 　
9 ∞ 0.4 1.5 64 IR 필터
10 ∞ 0.076414 　
11 ∞ -0.00085 상면
상기 표 3에서, 제1 렌즈(310)의 제1 및 제2 광학면은 비구면들이며, 제2 및 제3 렌즈(330, 340)는 양면 비구면 렌즈이고, 상면은 상기 이미지 센서(360)의 수광면(362)(즉, 화소 유닛들의 표면)을 말하고, 해당 광학면이 평면인 경우는 곡률 반경이 무한대이고, 공기의 굴절률은 1이다. 비구면에 대한 곡률 반경은 상기 비구면의 중심에서 측정된 값을 나타낸다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(310, 330, 340) 및 적외선 차단 필터(350)는 상용 물질들로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 렌즈(310)는 "APEL" 및 "OKP4HT"의 물질들로 형성될 수 있고, 제2 및 제3 렌즈(330, 340)와 적외선 차단 필터(350)는 "APEL", "APEL" 및 "BK7_SCHOTT"로 각각 형성될 수 있다.
비구면 정의식은 상기 수학식 1로 표시된다.
하기 표 4는 상기 표 3의 각 비구면에 대한 비구면 계수들을 예시하고 있다.
면번호 K A B C D E F
1 -0.72809 0.084454 0.173702 -0.62865 0.248364 -3.09418 -9.21737
2 -1.19918 -6.13939 0.218825 2.980267 0 0 0
5 1.343492 -0.43958 -0.13794 22.93406 61.77659 0.016923 -1.35E-05
6 -1.92891 -0.25289 -2.60923 8.47604 18.94093 5.446241 -93.5331
7 0 -0.62583 1.417965 -1.06171 -0.4885 0.452253 0.362662
8 -8.11357 -0.58294 0.74723 -0.81895 0.408811 -0.09996 -0.00229
이하, 광학면의 형태에 대한 설명은 상기 표 3 및 4를 기준으로 하고 있으나, 상기 촬상 광학계(300)를 구성하는 각 광학 소자의 광학면은 구면이거나 비구면일 수 있다.
상기 조리개(320)는 상기 제1 렌즈(310) 및 제2 렌즈(330)의 사이에 위치하며, 그 중앙부에 구비된 원형의 개구(322)를 통하여 상기 제2 렌즈(330)에 입사하는 광량을 제어한다. 본 예에서, 상기 조리개(320)는 상기 제2 렌즈(330)의 전방에 위치하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 상기 조리개(320)는 상기 제1 렌즈(310)의 전방 등 각각의 렌즈의 전방에 위치하는 것이 가능하다.
본 발명에서, 본 예에 한정되지 않고, 제1 렌즈(310)는 양(+)의 굴절력을 갖고, 제2 및 제3 렌즈(330, 340)는 각각 양 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈(310)는 양의 굴절력을 갖고, 피사체 측으로부터 이미지 센서(360) 측으로 향하는 방향을 기준으로 할 때 볼록-볼록-평면인 제1 내지 제3 광학면을 갖고, 제1 및 제2 광학면의 각각은 비구면이다. 상기 제1 렌즈(310)는 제1 및 제2 광학면을 갖는 제1 서브 렌즈(312)와 제2 및 제3 광학면을 갖는 제2 서브 렌즈(314)가 일체로 결합한 이종 접합 렌즈이다. 상기 제1 및 제2 서브 렌즈(312, 314) 각각은 열가소성 수지, 자외선 경화성 수지 등과 같은 단일 플라스틱 물질로 형성되며, 상기 제1 및 제2 서브 렌즈(312, 314)는 그 사이에 접착 물질, 굴절률 정합 물질 등과 같은 어떠한 다른 물질의 개재 없이 직접 접합된다.
예를 들어, 분산 값이 상대적으로 높은 열가소성 수지를 이용하여 결상용 제1 서브 렌즈(312)를 사출 성형한 후, 상기 제1 서브 렌즈(312) 상에 분산 값이 상대적으로 낮은 열가소성 수지를 이용하여 수차 보상용 제2 서브 렌즈(314)를 이중 사출 성형함으로써, 제1 렌즈(310)를 제조할 수 있다.
또한, 예를 들어, 분산 값이 상대적으로 높은 열가소성 수지를 이용하여 결상용 제1 서브 렌즈(312)를 사출 성형한 후, 상기 제1 서브 렌즈(312) 상에 분산 값이 상대적으로 낮은 UV 경화성 수지를 이용하여 수차 보상용 제2 서브 렌즈(314)를 성형함으로써, 제1 렌즈(310)를 제조할 수 있다. UV 경화성 수지는, 투명한 액체이고, 3000 ~ 10000 mpa·s의 점도와, 1.5~1.7의 굴절률과, 20 ~ 60의 분산 값을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 렌즈(330)는 양의 굴절력을 갖고, 양면 오목한 제5 및 제6 광학면을 갖고, 제5 및 제6 광학면의 각각은 비구면이다.
상기 제3 렌즈(340)는 음의 굴절력을 갖고, 오목-볼록한 제7 및 제8 광학면을 갖고, 제7 및 제8 광학면의 각각은 비구면이다.
상기 제3 렌즈(340)는 메니스커스(meniscus) 렌즈이고, 제7 및 제8 광학면은 각각 중앙부가 오목하고 주변부가 볼록하다.
도 6은 시뮬레이션에 따른 상기 촬상 광학계(300)의 MTF 곡선들을 나타낸다.
도시된 그래프의 가로축은 cycles/mm 단위(또는 line pair per mm(lp/mm))로 나타낸 공간 주파수를 나타내고, 세로축은 MTF 비율, 즉 재현도를 나타낸다. 참조 번호 410은 회절 한계, 즉 이상적인 MTF 곡선을 나타내고, 참조 번호 420은 광축 위치, 즉 이미지 센서(360)의 중심에서의 MTF 곡선을 나타낸다. 참조 번호들 430 및 435는 7.26도의 화각 또는 이미지 센서(360)의 전체 대각선 길이의 절반의 0.2에 해당하는 위치(즉, 0.2 필드)에서의 수직 방향(T) 및 수평 방향(R) MTF 곡선들을 각각 나타낸다. 이와 마찬가지로, 참조 번호들 440 및 445는 14.25도의 화각 또는 0.4 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타내고, 참조 번호들 450 및 455는 20.82도의 화각 또는 0.6 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타내고, 참조 번호들 460 및 465는 26.92도의 화각 또는 0.8 필드에서의 수직 및 수평 방향들의 MTF 곡선들을 각각 나타낸다. 이러한 시뮬레이션에는 각각 근사적으로 10, 29, 38, 17, 6의 가중치가 적용된 656.3nm, 587.6nm, 546.1nm, 486.1nm 및 435.8nm의 파장들이 사용되었다.
본 시뮬레이션은 2Mega 이미지 센서(1.1㎛의 픽셀 크기)를 구비한 촬상 광학계의 MTF 성능을 나타낸다.
도 6을 참고하면, 광축 위치와 같은 이미지 센서(360)의 중심부는 230lp(또는 cycle)에서 0.5(즉, 55%) 이상의 MTF 비율을 유지하며, 0.8 필드와 같은 이미지 센서(360)의 주변부에서는 0.4(즉, 40%) 이상의 MTF 비율을 유지하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 촬상 광학계(300)는 비교 예에 따른 MTF 성능보다 향상된 MTF 성능을 나타내며, 비교 예보다 이미지의 디테일을 더 잘 표현할 수 있음을 알 수 있다.
300: 촬상 광학계, 310: 제1 렌즈, 320: 조리개, 330: 제2 렌즈, 340: 제3 렌즈, 350: 적외선 차단 필터, 360: 이미지 센서

Claims (7)

  1. 촬상 광학계에 있어서,
    양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와;
    상기 제1 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와;
    상기 제2 렌즈의 후방에 위치한 양 또는 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 분산 값이 서로 다른 제1 및 제2 서브 렌즈가 일체로 결합한 이종 접합 렌즈임을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 렌즈는 각각 단일 플라스틱 물질로 형성되며, 상기 제1 및 제2 서브 렌즈는 직접 접합되어 있음을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 렌즈보다 상기 제2 렌즈로부터 멀리 위치한 제1 서브 렌즈는 상기 제2 서브 렌즈의 분산 값보다 높은 분산 값을 가짐을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 상기 제3 렌즈는 음의 굴절력을 가짐을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈를 통과한 광에 의해 형성된 광학적 이미지를 전기적 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서를 더 포함함을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 이미지 센서의 사이에 위치하고, 상기 제1 내지 제3 렌즈를 통과한 적외선을 차단하는 적외선 차단 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 촬상 광학계.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 촬상 광학계를 포함하는 휴대 단말.
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